1
00:00:07,239 --> 00:00:08,052
Önök szerint mi

2
00:00:08,052 --> 00:00:09,579
az elmúlt néhány évszázad

3
00:00:09,579 --> 00:00:11,581
legfontosabb felfedezése?

4
00:00:11,581 --> 00:00:12,614
A számítógép?

5
00:00:12,614 --> 00:00:13,263
Az autó?

6
00:00:13,263 --> 00:00:14,168
Az elektromosság?

7
00:00:14,168 --> 00:00:16,145
Vagy talán az atom felfedezése?

8
00:00:16,145 --> 00:00:19,592
Az én véleményem szerint egy kémiai reakció:

9
00:00:19,592 --> 00:00:21,213
amikor egy nitrogénmolekula

10
00:00:21,213 --> 00:00:23,297
három hidrogénmolekulával

11
00:00:23,297 --> 00:00:26,739
ammónia-molekulává egyesül.

12
00:00:26,739 --> 00:00:28,343
Ez a Haber-folyamat,

13
00:00:28,343 --> 00:00:30,925
ami a levegő nitrogénmolekuláit

14
00:00:30,925 --> 00:00:32,431
hidrogénmolekulákhoz köti,

15
00:00:32,431 --> 00:00:35,564
vagyis a levegőt műtrágyává alakítja.

16
00:00:35,564 --> 00:00:36,806
E nélkül a reakció nélkül

17
00:00:36,806 --> 00:00:39,482
a mezőgazdaság csak 4 milliárd ember

18
00:00:39,482 --> 00:00:41,348
számára elegendő élelmet tudna termelni;

19
00:00:41,348 --> 00:00:44,880
a Föld jelenlegi lakossága 
több mint 7 milliárd.

20
00:00:44,880 --> 00:00:46,881
Tehát a Haber-folyamat nélkül

21
00:00:46,881 --> 00:00:51,306
több mint 3 milliárd ember élelem nélkül maradna.

22
00:00:51,306 --> 00:00:55,025
Tudják, a nitrogén, nitrát (NO3) formájában

23
00:00:55,025 --> 00:00:58,205
a növények számára nélkülözhetetlen tápanyag.

24
00:00:58,205 --> 00:01:00,706
A gabona, növekedése közben nitrogént fogyaszt,

25
00:01:00,706 --> 00:01:02,425
amit a talajból vesz fel.

26
00:01:02,425 --> 00:01:03,923
A nitrogén pótolható hosszadalmas,

27
00:01:03,923 --> 00:01:06,346
természetes trágyázási folyamattal,

28
00:01:06,346 --> 00:01:07,845
mint például elhullott állatok maradványaiból,

29
00:01:07,845 --> 00:01:09,679
az emberek viszont ennél sokkal

30
00:01:09,679 --> 00:01:11,680
gyorsabban akarnak élelemhez jutni.

31
00:01:11,680 --> 00:01:13,591
És most értünk el a problémás részhez:

32
00:01:13,591 --> 00:01:16,594
a levegő 78%-ban nitrogénből áll,

33
00:01:16,594 --> 00:01:19,396
de a növények nem képesek egyszerűen 
onnan felvenni a nitrogént,

34
00:01:19,396 --> 00:01:22,511
mert a molekulák rendkívül erős hármas kötését

35
00:01:22,511 --> 00:01:24,643
nem képesek felhasítani.

36
00:01:24,643 --> 00:01:26,643
Haber végső soron annyit tett,

37
00:01:26,643 --> 00:01:27,762
hogy kitalálta,

38
00:01:27,762 --> 00:01:29,529
hogyan lehet e levegő nitrogénjét

39
00:01:29,529 --> 00:01:31,281
átvinni a földbe.

40
00:01:31,281 --> 00:01:34,864
1908-ban Fritz Haber német vegyész

41
00:01:34,864 --> 00:01:36,176
kidolgozott egy kémiai módszert

42
00:01:36,176 --> 00:01:39,020
a levegő hatalmas nitrogéntartalmának 
hasznosítására.

43
00:01:39,020 --> 00:01:39,890
Haber talált egy módszert,

44
00:01:39,890 --> 00:01:41,594
mellyel a levegőben lévő nitrogént

45
00:01:41,594 --> 00:01:43,046
hidrogénnel kötötte össze,

46
00:01:43,046 --> 00:01:45,242
és így ammóniához jutott.

47
00:01:45,242 --> 00:01:47,797
Az ammónia aztán már könnyen bevihető a talajba,

48
00:01:47,797 --> 00:01:50,506
ahol gyorsan nitrátokká alakul.

49
00:01:50,506 --> 00:01:53,100
Ha azonban Haber folyamatát

50
00:01:53,100 --> 00:01:54,950
a világ táplálására akarta volna használni,

51
00:01:54,950 --> 00:01:55,213
akkor olyan megoldást kellett volna találnia,

52
00:01:55,213 --> 00:01:58,415
amivel az ammóniát könnyen 
és gyorsan lehet előállítani.

53
00:01:58,415 --> 00:01:59,381
Hogy megértsük,

54
00:01:59,381 --> 00:02:01,900
hogyan valósította meg ezt Haber,

55
00:02:01,900 --> 00:02:02,179
tisztában kell lennünk

56
00:02:02,179 --> 00:02:04,397
a kémiai egyensúly fogalmával.

57
00:02:04,397 --> 00:02:06,346
Kémiai egyensúly akkor áll elő,

58
00:02:06,346 --> 00:02:09,514
amikor zárt térben zajlik le a reakció.

59
00:02:09,514 --> 00:02:11,233
Tegyünk például

60
00:02:11,233 --> 00:02:14,346
hidrogént és nitrogént egy zárt tartályba,

61
00:02:14,346 --> 00:02:16,158
és hagyjuk őket reakcióba lépni.

62
00:02:16,158 --> 00:02:17,757
A kísérlet elején

63
00:02:17,757 --> 00:02:20,370
sok a nitrogén és a hidrogén,

64
00:02:20,370 --> 00:02:22,006
ezért az ammóniaképződés

65
00:02:22,006 --> 00:02:24,098
nagy sebességgel megy végbe.

66
00:02:24,098 --> 00:02:26,680
Ahogy azonban a hidrogén 
és a nitrogén reagál

67
00:02:26,680 --> 00:02:28,261
és kezd felhasználódni,

68
00:02:28,261 --> 00:02:29,883
a reakció lelassul,

69
00:02:29,883 --> 00:02:31,842
mert a tartályban egyre kevesebb

70
00:02:31,842 --> 00:02:33,625
a nitrogén és a hidrogén.

71
00:02:33,625 --> 00:02:36,347
Végül eljutunk egy pontra, amikor

72
00:02:36,347 --> 00:02:38,058
az ammóniamolekulák elkezdenek lebomlani,

73
00:02:38,058 --> 00:02:41,339
újra nitrogént és hidrogént képezve.

74
00:02:41,339 --> 00:02:43,063
Egy idő múlva a két reakció,

75
00:02:43,063 --> 00:02:45,588
az ammónia képződése és elbomlása

76
00:02:45,588 --> 00:02:47,634
azonos sebességgel fog zajlani.

77
00:02:47,634 --> 00:02:49,341
Amikor ez a két sebesség megegyezik,

78
00:02:49,341 --> 00:02:52,147
azt mondjuk, hogy a reakció egyensúlyban van.

79
00:02:53,146 --> 00:02:55,280
Ez akár jó is lehetne, de nem akkor,

80
00:02:55,280 --> 00:02:56,511
amikor a célunk

81
00:02:56,511 --> 00:02:58,817
egy tonna ammónia előállítása.

82
00:02:58,817 --> 00:03:00,336
Haber szándéka egyáltalán nem az volt,

83
00:03:00,336 --> 00:03:01,855
hogy az ammónia elbomoljon,

84
00:03:01,855 --> 00:03:03,374
de ha a reakciót egy zárt térben

85
00:03:03,374 --> 00:03:04,865
magára hagyjuk,

86
00:03:04,865 --> 00:03:06,487
pontosan ez fog történni.

87
00:03:06,487 --> 00:03:08,794
Ezen a ponton Henry Le Chatelier

88
00:03:08,794 --> 00:03:09,981
francia vegyész

89
00:03:09,981 --> 00:03:11,271
siet a segítségünkre.

90
00:03:11,271 --> 00:03:12,705
Ő ugyanis arra jött rá,

91
00:03:12,705 --> 00:03:14,590
hogy ha egy egyensúlyban lévő rendszerhez

92
00:03:14,590 --> 00:03:16,296
hozzáadunk valamit,

93
00:03:16,296 --> 00:03:17,723
mondjuk nitrogént,

94
00:03:17,723 --> 00:03:18,715
akkor a rendszer ismét

95
00:03:18,715 --> 00:03:20,921
az egyensúlyi állapotra fog törekedni.

96
00:03:20,921 --> 00:03:22,296
Le Chatelier arra is rájött,

97
00:03:22,296 --> 00:03:23,469
hogy ha növeljük

98
00:03:23,469 --> 00:03:25,596
a rendszerben a nyomást,

99
00:03:25,596 --> 00:03:26,761
akkor a rendszer megpróbálja

100
00:03:26,761 --> 00:03:28,978
visszanyerni az eredeti nyomást.

101
00:03:28,978 --> 00:03:30,675
Olyan ez, mint egy zsúfolt szoba.

102
00:03:30,675 --> 00:03:32,182
Minél nagyobb molekula van jelen,

103
00:03:32,182 --> 00:03:33,773
annál nagyobb a nyomás.

104
00:03:33,773 --> 00:03:35,529
Ha újra megnézzük az egyenletünket,

105
00:03:35,529 --> 00:03:37,532
akkor látjuk, hogy a bal oldalon

106
00:03:37,532 --> 00:03:39,681
négy molekula van,

107
00:03:39,681 --> 00:03:41,776
a jobb oldalon viszont csak kettő.

108
00:03:41,776 --> 00:03:44,278
Ha tehát csökkenteni akarjuk 
a zsúfoltságot a szobában,

109
00:03:44,278 --> 00:03:45,872
és egyúttal kisebb nyomást akarunk,

110
00:03:45,872 --> 00:03:46,779
a rendszer elkezd

111
00:03:46,779 --> 00:03:48,670
nitrogént és hidrogént egyesíteni,

112
00:03:48,670 --> 00:03:51,804
és ezzel kompaktabb ammónia-
molekulákat termelni.

113
00:03:51,804 --> 00:03:53,821
Haber felismerte, hogy

114
00:03:53,821 --> 00:03:55,100
nagy mennyiségű ammónia gyártásához

115
00:03:55,100 --> 00:03:56,604
egy olyan berendezést kell készítenie,

116
00:03:56,604 --> 00:03:59,600
ami képes egy egyensúlyi rendszerbe

117
00:03:59,600 --> 00:04:01,438
folyamatosan nitrogént és hidrogént adagolni,

118
00:04:01,438 --> 00:04:03,314
a nyomás folyamatos növelése mellett.

119
00:04:03,314 --> 00:04:05,480
És pontosan ezt is tette.

120
00:04:05,480 --> 00:04:08,030
Napjainkban az ammónia 
a legnagyobb mennyiségben

121
00:04:08,030 --> 00:04:10,313
gyártott vegyület a világon.

122
00:04:10,313 --> 00:04:14,891
Ez évente nagyjából 131 millió tonnát,

123
00:04:14,891 --> 00:04:18,314
azaz kb. 140 milliárd kilogramm 
ammóniát jelent.

124
00:04:18,314 --> 00:04:19,363
Ez hozzávetőlegesen

125
00:04:19,363 --> 00:04:21,447
30 millió, egyenként 5 tonnás

126
00:04:21,447 --> 00:04:24,314
afrikai elefánt tömegének felel meg.

127
00:04:24,314 --> 00:04:28,087
Az ammónia 80%-át a műtrágyaipar 
dolgozza fel,

128
00:04:28,087 --> 00:04:29,041
míg a maradékot

129
00:04:29,041 --> 00:04:30,937
az ipari és háztartási tisztítószerekben,

130
00:04:30,937 --> 00:04:33,314
valamint más nitrogénvegyületek,

131
00:04:33,314 --> 00:04:35,265
például salétromossav gyártására használják.

132
00:04:35,265 --> 00:04:36,345
A legutóbbi kutatások azt mutatják,

133
00:04:36,345 --> 00:04:38,837
hogy ennek a nitrogénnek több mint a felét

134
00:04:38,837 --> 00:04:41,147
nem hasznosítják a növények.

135
00:04:41,147 --> 00:04:42,977
Ez gyakorlatilag azt jelenti, 
hogy a nitrogén

136
00:04:42,977 --> 00:04:44,642
egy illékony anyagnak bizonyult,

137
00:04:44,642 --> 00:04:47,695
ami a Föld vizeibe és légkörébe kerülve,

138
00:04:47,695 --> 00:04:49,646
súlyosan károsítja környezetünket.

139
00:04:49,646 --> 00:04:51,475
Haber természetesen nem látta 
előre ezt a problémát,

140
00:04:51,475 --> 00:04:53,095
amikor közzé tette felfedezését.

141
00:04:53,095 --> 00:04:54,773
Úttörő munkásságát tovább folytatva,

142
00:04:54,773 --> 00:04:56,388
napjaink tudósai most

143
00:04:56,388 --> 00:04:59,054
a 21. század Haber-folyamatán dolgoznak,

144
00:04:59,054 --> 00:05:01,029
ami ugyanakkora hasznot hajt,

145
00:05:01,029 --> 00:05:03,359
csak kevesebb káros következmény árán.