0:00:07.239,0:00:08.052
Önök szerint mi

0:00:08.052,0:00:09.579
az elmúlt néhány évszázad

0:00:09.579,0:00:11.581
legfontosabb felfedezése?

0:00:11.581,0:00:12.614
A számítógép?

0:00:12.614,0:00:13.263
Az autó?

0:00:13.263,0:00:14.168
Az elektromosság?

0:00:14.168,0:00:16.145
Vagy talán az atom felfedezése?

0:00:16.145,0:00:19.592
Az én véleményem szerint egy kémiai reakció:

0:00:19.592,0:00:21.213
amikor egy nitrogénmolekula

0:00:21.213,0:00:23.297
három hidrogénmolekulával

0:00:23.297,0:00:26.739
ammónia-molekulává egyesül.

0:00:26.739,0:00:28.343
Ez a Haber-folyamat,

0:00:28.343,0:00:30.925
ami a levegő nitrogénmolekuláit

0:00:30.925,0:00:32.430
hidrogénmolekulákhoz köti,

0:00:32.430,0:00:35.564
vagyis a levegőt műtrágyává alakítja.

0:00:35.564,0:00:36.806
E nélkül a reakció nélkül

0:00:36.806,0:00:39.482
a mezőgazdaság csak 4 milliárd ember

0:00:39.482,0:00:41.348
számára elegendő élelmet tudna termelni;

0:00:41.348,0:00:44.880
a Föld jelenlegi lakossága [br]több mint 7 milliárd.

0:00:44.880,0:00:46.881
Tehát a Haber-folyamat nélkül

0:00:46.881,0:00:51.306
több mint 3 milliárd ember élelem nélkül maradna.

0:00:51.306,0:00:55.025
Tudják, a nitrogén, nitrát (NO3) formájában

0:00:55.025,0:00:58.205
a növények számára nélkülözhetetlen tápanyag.

0:00:58.205,0:01:00.706
A gabona, növekedése közben nitrogént fogyaszt,

0:01:00.706,0:01:02.425
amit a talajból vesz fel.

0:01:02.425,0:01:03.923
A nitrogén pótolható hosszadalmas,

0:01:03.923,0:01:06.346
természetes trágyázási folyamattal,

0:01:06.346,0:01:07.845
mint például elhullott állatok maradványaiból,

0:01:07.845,0:01:09.679
az emberek viszont ennél sokkal

0:01:09.679,0:01:11.680
gyorsabban akarnak élelemhez jutni.

0:01:11.680,0:01:13.591
És most értünk el a problémás részhez:

0:01:13.591,0:01:16.594
a levegő 78%-ban nitrogénből áll,

0:01:16.594,0:01:19.396
de a növények nem képesek egyszerűen [br]onnan felvenni a nitrogént,

0:01:19.396,0:01:22.511
mert a molekulák rendkívül erős hármas kötését

0:01:22.511,0:01:24.643
nem képesek felhasítani.

0:01:24.643,0:01:26.643
Haber végső soron annyit tett,

0:01:26.643,0:01:27.762
hogy kitalálta,

0:01:27.762,0:01:29.529
hogyan lehet e levegő nitrogénjét

0:01:29.529,0:01:31.281
átvinni a földbe.

0:01:31.281,0:01:34.864
1908-ban Fritz Haber német vegyész

0:01:34.864,0:01:36.176
kidolgozott egy kémiai módszert

0:01:36.176,0:01:39.020
a levegő hatalmas nitrogéntartalmának [br]hasznosítására.

0:01:39.020,0:01:39.890
Haber talált egy módszert,

0:01:39.890,0:01:41.594
mellyel a levegőben lévő nitrogént

0:01:41.594,0:01:43.046
hidrogénnel kötötte össze,

0:01:43.046,0:01:45.242
és így ammóniához jutott.

0:01:45.242,0:01:47.797
Az ammónia aztán már könnyen bevihető a talajba,

0:01:47.797,0:01:50.506
ahol gyorsan nitrátokká alakul.

0:01:50.506,0:01:53.100
Ha azonban Haber folyamatát

0:01:53.100,0:01:54.950
a világ táplálására akarta volna használni,

0:01:54.950,0:01:55.213
akkor olyan megoldást kellett volna találnia,

0:01:55.213,0:01:58.415
amivel az ammóniát könnyen [br]és gyorsan lehet előállítani.

0:01:58.415,0:01:59.381
Hogy megértsük,

0:01:59.381,0:02:01.900
hogyan valósította meg ezt Haber,

0:02:01.900,0:02:02.179
tisztában kell lennünk

0:02:02.179,0:02:04.397
a kémiai egyensúly fogalmával.

0:02:04.397,0:02:06.346
Kémiai egyensúly akkor áll elő,

0:02:06.346,0:02:09.514
amikor zárt térben zajlik le a reakció.

0:02:09.514,0:02:11.233
Tegyünk például

0:02:11.233,0:02:14.346
hidrogént és nitrogént egy zárt tartályba,

0:02:14.346,0:02:16.158
és hagyjuk őket reakcióba lépni.

0:02:16.158,0:02:17.757
A kísérlet elején

0:02:17.757,0:02:20.370
sok a nitrogén és a hidrogén,

0:02:20.370,0:02:22.006
ezért az ammóniaképződés

0:02:22.006,0:02:24.098
nagy sebességgel megy végbe.

0:02:24.098,0:02:26.680
Ahogy azonban a hidrogén [br]és a nitrogén reagál

0:02:26.680,0:02:28.261
és kezd felhasználódni,

0:02:28.261,0:02:29.883
a reakció lelassul,

0:02:29.883,0:02:31.842
mert a tartályban egyre kevesebb

0:02:31.842,0:02:33.625
a nitrogén és a hidrogén.

0:02:33.625,0:02:36.347
Végül eljutunk egy pontra, amikor

0:02:36.347,0:02:38.058
az ammóniamolekulák elkezdenek lebomlani,

0:02:38.058,0:02:41.339
újra nitrogént és hidrogént képezve.

0:02:41.339,0:02:43.063
Egy idő múlva a két reakció,

0:02:43.063,0:02:45.588
az ammónia képződése és elbomlása

0:02:45.588,0:02:47.634
azonos sebességgel fog zajlani.

0:02:47.634,0:02:49.341
Amikor ez a két sebesség megegyezik,

0:02:49.341,0:02:52.147
azt mondjuk, hogy a reakció egyensúlyban van.

0:02:53.146,0:02:55.280
Ez akár jó is lehetne, de nem akkor,

0:02:55.280,0:02:56.511
amikor a célunk

0:02:56.511,0:02:58.817
egy tonna ammónia előállítása.

0:02:58.817,0:03:00.336
Haber szándéka egyáltalán nem az volt,

0:03:00.336,0:03:01.855
hogy az ammónia elbomoljon,

0:03:01.855,0:03:03.374
de ha a reakciót egy zárt térben

0:03:03.374,0:03:04.865
magára hagyjuk,

0:03:04.865,0:03:06.487
pontosan ez fog történni.

0:03:06.487,0:03:08.794
Ezen a ponton Henry Le Chatelier

0:03:08.794,0:03:09.981
francia vegyész

0:03:09.981,0:03:11.271
siet a segítségünkre.

0:03:11.271,0:03:12.705
Ő ugyanis arra jött rá,

0:03:12.705,0:03:14.590
hogy ha egy egyensúlyban lévő rendszerhez

0:03:14.590,0:03:16.296
hozzáadunk valamit,

0:03:16.296,0:03:17.723
mondjuk nitrogént,

0:03:17.723,0:03:18.715
akkor a rendszer ismét

0:03:18.715,0:03:20.921
az egyensúlyi állapotra fog törekedni.

0:03:20.921,0:03:22.296
Le Chatelier arra is rájött,

0:03:22.296,0:03:23.469
hogy ha növeljük

0:03:23.469,0:03:25.596
a rendszerben a nyomást,

0:03:25.596,0:03:26.761
akkor a rendszer megpróbálja

0:03:26.761,0:03:28.978
visszanyerni az eredeti nyomást.

0:03:28.978,0:03:30.675
Olyan ez, mint egy zsúfolt szoba.

0:03:30.675,0:03:32.182
Minél nagyobb molekula van jelen,

0:03:32.182,0:03:33.773
annál nagyobb a nyomás.

0:03:33.773,0:03:35.529
Ha újra megnézzük az egyenletünket,

0:03:35.529,0:03:37.532
akkor látjuk, hogy a bal oldalon

0:03:37.532,0:03:39.681
négy molekula van,

0:03:39.681,0:03:41.776
a jobb oldalon viszont csak kettő.

0:03:41.776,0:03:44.278
Ha tehát csökkenteni akarjuk [br]a zsúfoltságot a szobában,

0:03:44.278,0:03:45.872
és egyúttal kisebb nyomást akarunk,

0:03:45.872,0:03:46.779
a rendszer elkezd

0:03:46.779,0:03:48.670
nitrogént és hidrogént egyesíteni,

0:03:48.670,0:03:51.804
és ezzel kompaktabb ammónia-[br]molekulákat termelni.

0:03:51.804,0:03:53.821
Haber felismerte, hogy

0:03:53.821,0:03:55.100
nagy mennyiségű ammónia gyártásához

0:03:55.100,0:03:56.604
egy olyan berendezést kell készítenie,

0:03:56.604,0:03:59.600
ami képes egy egyensúlyi rendszerbe

0:03:59.600,0:04:01.438
folyamatosan nitrogént és hidrogént adagolni,

0:04:01.438,0:04:03.314
a nyomás folyamatos növelése mellett.

0:04:03.314,0:04:05.480
És pontosan ezt is tette.

0:04:05.480,0:04:08.030
Napjainkban az ammónia [br]a legnagyobb mennyiségben

0:04:08.030,0:04:10.313
gyártott vegyület a világon.

0:04:10.313,0:04:14.891
Ez évente nagyjából 131 millió tonnát,

0:04:14.891,0:04:18.314
azaz kb. 140 milliárd kilogramm [br]ammóniát jelent.

0:04:18.314,0:04:19.363
Ez hozzávetőlegesen

0:04:19.363,0:04:21.447
30 millió, egyenként 5 tonnás

0:04:21.447,0:04:24.314
afrikai elefánt tömegének felel meg.

0:04:24.314,0:04:28.087
Az ammónia 80%-át a műtrágyaipar [br]dolgozza fel,

0:04:28.087,0:04:29.041
míg a maradékot

0:04:29.041,0:04:30.937
az ipari és háztartási tisztítószerekben,

0:04:30.937,0:04:33.314
valamint más nitrogénvegyületek,

0:04:33.314,0:04:35.265
például salétromossav gyártására használják.

0:04:35.265,0:04:36.345
A legutóbbi kutatások azt mutatják,

0:04:36.345,0:04:38.837
hogy ennek a nitrogénnek több mint a felét

0:04:38.837,0:04:41.147
nem hasznosítják a növények.

0:04:41.147,0:04:42.977
Ez gyakorlatilag azt jelenti, [br]hogy a nitrogén

0:04:42.977,0:04:44.642
egy illékony anyagnak bizonyult,

0:04:44.642,0:04:47.695
ami a Föld vizeibe és légkörébe kerülve,

0:04:47.695,0:04:49.646
súlyosan károsítja környezetünket.

0:04:49.646,0:04:51.475
Haber természetesen nem látta [br]előre ezt a problémát,

0:04:51.475,0:04:53.095
amikor közzé tette felfedezését.

0:04:53.095,0:04:54.773
Úttörő munkásságát tovább folytatva,

0:04:54.773,0:04:56.388
napjaink tudósai most

0:04:56.388,0:04:59.054
a 21. század Haber-folyamatán dolgoznak,

0:04:59.054,0:05:01.029
ami ugyanakkora hasznot hajt,

0:05:01.029,0:05:03.359
csak kevesebb káros következmény árán.