Proses Birkeland–Eyde

Proses Birkeland–Eyde adalah salah satu proses industri yang pernah digunakan untuk memproduksi pupuk berbasis nitrogen.^[1] Proses ini dikembangkan oleh ilmuwa Norwegia Kristian Birkeland bersama dengan rekan bisnisnya, Sam Eyde, pada tahun 1903.^[2] Metode ini didasarkan pada metode yang dibuat oleh Henry Cavendish pada tahun 1784.^[3] Proses ini digunakan untuk mengikat nitrogen (N₂) menjadi asam nitrat (HNO₃). Asam nitrat yang dihasilkan lalu dijadikan sumber nitrat (NO₃⁻) dalam reaksi

Reaktor yang digunakan di Rjukan dari tahun 1916 hingga 1940 dengan kapasitas 3000 kW (di luar Museum Ilmu dan Teknologi Norwegia)

HNO₃ → H⁺ + NO₃⁻

yang mungkin berlangsung di air atau penerima proton lainnya.

Pabrik yang didasarkan pada proses ini dibangun di Rjukan dan Notodden di Norwegia.^[4][5]

Proses ini relatif tidak efisien, sehingga pada tahun 1910-an dan 1920-an proses ini digantikan oleh kombinasi proses Haber dan proses Ostwald. Proses Haber memproduksi amonia (NH₃) dari nitrogen molekuler (N₂) dan hidrogen (H₂). Amonia yang dihasilkan dari proses Haber lalu diubah menjadi asam nitrat (HNO₃) melalui proses Ostwald.^[6]

Proses

Berikut adalah beberapa persamaan reaksi Birkeland–Eyde. Pertama-tama nitrogen dan oksigen digabung menjadi nitrogen monoksida.

N₂ + O₂ → 2 NO

Nitrogen monoksida yang panas didinginkan dan digabung dengan oksigen untuk menghasilkan nitrogen dioksida.

2 NO + O₂ → 2 NO₂

Nitrogen dioksida lalu dilarutkan ke dalam air untuk menghasilkan asam nitrat yang lalu dimurnikan lewat proses distilasi fraksional.^[7]

3 NO₂ + H₂O → 2 HNO₃ + NO