Berikut tahapan beserta reaksi yang terjadi pada proses Haber-Bosch1. Tahapan pertama dalam proses Haber-Bosch menghilangkan senyawa belerang dari bahan baku ammonia. Belerang perlu dipisahkan karena bersifat antikatalis pada tahpan berikutnya. Penghapusan belerang dilakukan degan hidrogenasi (menambahkan hidrogen) sehingga menghasilkan asam sulfida.H2+ RSH RH + H2S2. Asam sulfida yang terjadi kemudian diserap dan dihilangkan dengan mengalirkannya melalui oksida dari logam seng sehingga terbentuk senyawa Seng Sulfida (ZnS) dan uap air.H2S + ZnO ZnS + H2O3. Setelah dihilangkan kandungan belerangnya senyawa karbon kemudian direaksikan dengan katalis untuk menghasilkan senyawa karbon dioksidan dan gas hidrogen.CH4+H2OCO+3H24. Langkah berikutnya adalah mengkonversi CO menjadi hidrogen (dihasilkan hidrogen lebih banyak) dan gas sisa karbondioksidaCO+H2OCO2+H25. Karbon Dioksida kemudian dipisahkan dengan penyerapan dalam larutan etanolamin atau dengan penyerapan media absorbsi pada lainnya.6. Langkah terakhir dalam memproduksi hidrogen adalah menggunakan katalis methanation untuk menghilangkan residu karbon monoksida dan karbondioksida yang masih tertinggal dalam hidrogen.7. Untuk dapat menghasilkan amonia sebagai produk akhir, hidrogen yang sudah dihasilkan kemudian direaksikan dengan nitrogen yang berasal dari udara bebas menghasilkan amonia cair. Tahapan ini dikenal dengan loop sintesis amonia yang juga dikenal dengan proses Haber-Bosch.3H2+N22NH3

rumushitung.com via www.greener-industry.org.ukReaksi di atas bersifat reversibel sehingga berdasarkan prinsip Le Chatelier, kondisi tekan tinggi dan tempertur rendah diperlukan untuk mengarahkan reaksi agar bergerak ke kanan (arah hasil amonia). pada temperatur rendah sebenarnya dapat menghasilkan persentase pembentukan NH3 yang tinggi tetapi reaksi tersebut berlangsung sangat lambat untuk dapat mencapai kesetimbangan. Oleh karena itu dalam proses pemubatan aminia diperlukan adanya katalis. Pada praktiknya, kondisi yang digunakan dalam proses Haber-Bosch adalah pada tekanan 200 atm dan temperatur 380 460 C dengan menggunakan katalis ion besi (Fe3O4dicampur dengan KOH) atau osmiumGasN2pada reaksi di atas diperoleh dari udara, sedangkan gasH2diperoleh dari hasil reaksi gas alam dan air. Untuk menghindari reaksi bolak-balik, kesetimbangan reaksi harus diusahakan bergeser ke arah terbentuknyaNH3. Sesuai Asas Le Chatelier, maka harus dilakukan usaha-usaha berikut.

a.Memperbesar tekanan

Koefisien produk (NH3) lebih kecil daripada koefisien pereaksi (N2danH2). Agar kesetimbangan selalu bergeser ke arah terbentuknya produk (NH3), maka tekanan harus diperbesar. Tekanan yang biasa digunakan adalah 150-300 atm.

b.Menurunkan suhu

Reaksi ke kanan (ke arah terbentuknya produk) merupakanreaksi eksoterm. Supaya reaksi selalu bergeser ke kanan, suhu harus diturunkan. Karena suhu rendah menyebabkan reaksi berlangsung lambat, maka dipilihlah suhu optimum, yaitu suhu 400500oC. Pemilihan suhu optimum bertujuan memaksimalkan laju reaksi dan mencegah reaksi bergeser ke kiri.

c.Menambahkan katalis

Katalisyang digunakan yaituFe3O4yang mengandungK2O, CaO, MgO, Al2O3, dan SiO2.Penggunaan katalis dimaksudkan agar reaksi ke kanan berlangsung cepat.

Walaupun sudah diatur dengan maksimal, ternyata hanya 15% amonia yang bisa diambil. Sementara itu, 85% sisa amonia kembali lagi ke arahN2danH2yang akan bereaksi lagi membentukNH3. Secara sederhana, prosespembuatan amoniadigambarkan dalam skema berikut.

Gambar 1.Skema pembuatan gas amonia.

Manfaat Dari Pembuatan AmmoniaBerikut merupakan beberapa manfaat dari amoniak :1.Untuk pembuatan pupuk, terutama urea dan ZA (Zwavelzur amonium = amonium sulfat).2.Untuk membuat senyawa nitrogen yang lain, seperti asam nitrat, amonium klorida, amonium nitrat.3.Untuk membuat hidrazin4.Dalam pabrik es, amonia cair digunakan sebagai pendingin (refrigerant) karena amonia cair mudah menguap dan akan menyerap panas sehingga menimbulkan efek pembekuan.5.Indikator Universal : Campuran ammonia juga dapat digunakan sebagai indikator universal untuk menguji gas yang berbeda-beda yang memerlukan indikator universal untuk mengetahui keberadaan gas tersebut.6.Desinfektan: Ammonia kadang-kadang ditambahkanpada air minum bersama dengan klorin menjadi chloroamine sebagai desinfektan. Chloroamin tidak bersenyawa dengan material organik yang berasal dari carcinogenic halomethanes misalnya chloroform.7.Bahan Bakar : Ammonia cair digunakan sebagai bahanbakar pada roket. Walaupun tidak sebaik bahan bakar yang lain, ammonia tidak meniggalkan sisa pada mesinroket dan juga mempunyai massa jenis yang samadengan zat pengoksidasi, oksigen cair.8.Rokok : Pada tahun 1960, perusahaan rokok misalnya Brown & Williamson dan Philip Morris mulai menggunakanammonia pada rokok. Bahan aditif ammonia digunakanuntuk menambah mempertinggi aliran nikotin menuju aliran darah, sehingga efek dari nikotin bertambah tanpa menambah kandungan nikotin dalam rokok.

d.Dampak Terhadap Lingkungan Dan Kesehatan ManusiaAdapun Dampak negatif yang ditimbulkan dari pencemaran amonia adalah sebagaiberikut:1.Efek Terhadap Kesehatan ManusiaUdara yang tercemar gas amonia dan sulfida dapat menyebabkan menyebabkan iritasi mata serta saluran pernafasan. Gas NH3 juga dapat menyebabkan Iritasi pada mata, saluran pernapasan dan kulit. Pada Kadar 2500-6500 ppm, gas ammonia melalui inhalasi menyebabkan iritasi hebat pada mata (Keraktitis), sesak nafas (Dyspnea), Bronchospasm, nyeri dada, sembab paru, batuk darah, Bronchitis dan Pneumonia. Pada kadar tinggi (30.000 ppm) dapat menyebabkan luka bakar pada kulit.2.Efek Terhadap LingkunganSekitar Sisa-sisa makanan dan sampah organik dibuang ke tempat sampah, kemudian di bawa ke tempat pembuangan akhir (TPA). Sampah-sampah tersebut kemudian membusuk dan menghasilkan gas amonia. Gas ammonia tersebut merupakan salah satu gas rumah kaca yang dapat menyebabkan global warming. Akibat yang terjadi adalah terjadinya perubahan iklim dan cuaca serta efek global warming lainnya. Gas ammonia juga dapat mengganggu estetika lingkungan karena bau pembusukan sampah yang sangat menyengat. Dampak negatif yang ditimbulkan usaha peternakan ayam terutama berasal dari kotoran ayam yang dapat menimbulkan gas yang berbau. Bau yang dikeluarkan berasal dari unsur nitrogen dan sulfida dalam kotoran ayam, yang selama proses dekomposisi akan terbentuk gas amonia, nitrit, dan gas hidrogen sulfida. Udara yang tercemar gas amonia dan sulfida dapat memyebabkan gangguan kesehatan ternak dan masyarakat di sekitar peternakan. Amonia dapat menghambat pertumbuhan ternak.e.Cara Menanggulangi Pencemaran Ammonia1.AbsorbsiDalam proses adsorbsi dipergunakan bahan padat yang dapat menyerap polutan. Berbagai tipe adsorben yang dipergunakan antara lain karbon aktif dan silikat. Adsorben mempunyai daya kejenuhan sehingga selalu diperlukan pergantian, bersifat disposal (sekali pakai buang) atau dibersihkan kemudian dipakai kembali.2.PembakaranMempergunakan proses oksidasi panas untuk menghancurkan gas hidrokarbon yang terdapat didalam polutan. Hasil pembakaran berupa (CO2) dan (H2O). Alat pembakarannya adalah Burner dengan berbagai tipe dan temperaturnya adalah 1200o1400oF3.Reaksi KimiaBanyak dipergunakan pada emisi golongan Nitrogen dan golongan Belerang. Biasanya cara kerja ini merupakan kombinasi dengan cara - cara lain, hanya dalam pembersihan polutan udara dengan reaksi kimia yang dominan. Membersihkan gas golongan nitrogen , caranya dengan diinjeksikan Amonia (NH3) yang akan bereaksi kimia dengan NOx dan membentuk bahan padat yang mengendap. Untuk menjernihkan golongan belerang dipergunakan Copper Oksid atau kapur dicampur arang.

Kondisi optimum pembuatan amonia (NH3) dapat digambarkan pada tabel berikut :No.FaktorReaksi : N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) H= -924 kJKondisi Optimum

1Suhu1.Reaksi bersifat eksoterm2.Suhu rendah akan menggeser kesetimbangan kekanan.3.Kendala:Reaksi berjalan lambat400-600oC

2Tekanan1.Jumlah mol pereaksi lebih besar dibanding dengan jumlah mol produk.2.Memperbesar tekanan akan menggeser kesetimbangan kekanan.3.Kendala Tekanan sistem dibatasi oleh kemampuan alat dan faktor keselamatan.150-300 atm

3KonsentrasiPengambilan NH3secara terus menerus akan menggeser kesetimbangan kearah kanan-

4KatalisKatalis tidak menggeser kesetimbangan kekanan, tetapi mempercepat laju reaksi secara keseluruhanFe dengan campuran Al2O3KOH dan garam lainnya

G.Sifat-sifat BahayaKesehatan:Efek Jangka Pendek (Akut)Iritasi terhadap saluran pernapasan, hidung, tenggorokan dan mata terjadipada 400-700 ppm. Sedang pada 5000 ppm menimbulkan kematian.Kontak dengan mata dapat menimbulkan iritasi hingga kebutaan total.Kontak dengan kulit dapat menyebabkan luka bakar (frostbite).Efek Jangka Panjang (Kronis)Menghirup uap asam pada jangka panjang mengakibatkan iritasi padahidung,tenggorokan dan paru-paru. Termasuk bahan teratogenik.Nilai Ambang Batas : 25 ppm (18 mg/m3) (ACGIH 1987-88) STEL 35ppm (27 mg/m3).Toksisitas : LD50 = 3 mg/kg (oral, tikus). LC 50 = 200 ppm (tikusmenghirup 4 jam)

Kebakaran:Dapat terbakar pada daerah mudah terbakar : 16-25 % (LFL-UFL). Suhu kamar : 651oC.

Reaktivitas :Stabil pada suhu kamar, tetapi dapat meledak oleh panas akibat kebakaran. Larut dalam air membentuk ammonium hidroksida