El problema que se presentaba era sintetizar un compuesto nitrogenado a partir de elementos abundantes en la naturaleza para usar como fertilizante agrícola, debido a que las reservas de nitrato de sodio en Chile estaban en peligro. Fritz Haber investigó las condiciones para la reacción entre nitrógeno e hidrógeno gaseoso para obtener amoniaco (NH3), variando parámetros como la temperatura y presión. Logró concluir que la combinación directa de estos gases podría generar amoniaco de manera exotérmica

1. Instructor: Ing. Jhonis Enrique Bermudez de Armas
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Requerimientos 1 – Problema de Investigación (Estudio de Caso 2)
EJEMPLOS DE INVESTIGACIÓN
Comentario: En esta actividad usted deberá leer la información anterior con el fin de
determinar y formular con claridad el problema planteado en el texto.
El desarrollo de la agricultura intensiva requiere del empleo masivo de fertilizantes cuya
producción se basa en compuestos nitrogenados, debido a que las plantas necesitan del
nitrógeno para su desarrollo ya que no son capaces de fijarlo directamente del aire que lo
contiene en gran cantidad.
La principal fuente de nitrato de sodio se encontraba en Chile, pero su explotación intensiva
no sólo ponía en peligro el abastecimiento de este compuesto nitrogenado, sino que
además, calculaban que se acabaría en pocos años. Si tal situación se presentara, sería
funesta tanto para el desarrollo de la agricultura como para la producción de explosivos
donde también se utilizaba. El problema que se presentaba entonces consistía en sintetiza
algún otro compuesto nitrogenado a partir de elementos abundantes en la naturaleza, de
los cuales el más visible era el amoniaco. Fue F. Haber, en 1904, quien comenzó a investigar
sobre este problema que consistía en: Obtener amoniaco (NH3) a partir de hidrógeno y
nitrógeno gaseoso.
Encontrar la solución, además de la aplicación inmediata que ya era una necesidad urgente,
tenía un interés básico en el estudio del equilibrio y la cinética de reacciones. Así que
principió por la búsqueda bibliográfica. La revisión bibliográfica le mostró que la reacción
directa entre el nitrógeno y el hidrógeno, era inducida por varias formas de descarga
eléctrica, con un consumo enorme de energía eléctrica. También se usaba combinar el
nitrógeno con otros elementos, para que al hidrolizar el compuesto, se formara amoniaco.
Se sabía que, en la naturaleza, los rayos de las tormentas combinan el nitrógeno y el oxígeno
(óxido nitroso NO2), compuesto que es arrastrado a la tierra , por el agua de lluvia,
proporcionando así los compuestos nitrogenados necesarios para las plantas. A la acción
fijadora del nitrógeno por medio de las descargas eléctricas, se suma la acción de las
bacterias del suelo, ya sean libres en la tierra o en los nódulos de las raíces de algunas plantas
capaces de fijar el nitrógeno atmosférico. Industrialmente se obtenía como subproducto de
la producción de carbón (alrededor del 1% era nitrógeno fijo): pero la demanda, estimada
en millones de toneladas por año, hacía impracticable procesar el carbón sólo para obtener
su nitrógeno.
Los agricultores utilizaban la cianamida cálcica, obtenida haciendo reaccionar el nitrógeno
con carburo de calcio, la cual a su vez se obtenía a partir de cal y carbón en un arco eléctrico.
La cianamida cálcica libre amoniaco al combinarse con el agua de riego.

2. Instructor: Ing. Jhonis Enrique Bermudez de Armas
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Otra posibilidad explotada comercialmente era la formación de óxido nítrico a partir del
nitrógeno y oxígeno del aire, combinado mediante descarga eléctrica. El óxido nítrico se
obtenía de una reacción espontánea entre el nitrógeno y el hidrógeno, pero las pruebas
hechas para provocarla aplicando presión, calor o acción catalítica de esponja de platino, no
habían producido el efecto buscado. Haber llegó a la conclusión de que la fuente de
nitrógeno debía ser la atmósfera, ya que abunda en el aire, y que su uso como fertilizante
requería que el compuesto formado fuera amoniaco o ácido nítrico; sin embargo, todos los
procesos conocidos eran caros energéticamente, lo que encarecía el producto final. Haber
pensaba que combinar nitrógeno e hidrógeno debía ser una reacción exotérmica; es decir,
que genera calor, calor que a su vez podría utilizarse para mantener la temperatura
adecuada de la reacción. El problema del costo de producción sería un problema típico de
tecnología, el cual podría atacarse por dos caminos: bien optimizando los parámetro
involucrados en la reacción, o buscar reacciones nuevas. Intentó ambos caminos, pero
empezó por reinvestigar la combinación directa de nitrógeno e hidrógeno, de manera que
su problema se reducía a investigar las condiciones de equilibrio de la reacción:
N2+3H2<=>2NH3
Punto 1
1. ¿Cuál es el problema?
2. Proponga una hipótesis
3. ¿Cuáles son las variables que utilizó Haber en el experimento?
4. ¿A qué conclusiones se llegó?
5. ¿Qué beneficios tiene el desarrollo de este experimento a la sociedad?
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3. Instructor: Ing. Jhonis Enrique Bermudez de Armas
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USABIAGA, C. et al. (1982). La Historia de la Ciencia en el Aula. Instituto de Estudios
Pedagógicos Somosaguas. Editorial. Narcea. Madrid.
Requerimientos del Instructor
Punto 1
 Debe elaborar en Microsoft Word con los estándares establecidos en la Norma Técnica
para Trabajos escritos
Ejecución:



 Debe subirse a plataforma o enviar al correo electrónico del docente