La catálisis heterogénea ocurre cuando el catalizador y los reactivos se encuentran en fases diferentes, lo que proporciona una superficie para la reacción. Un ejemplo clave es el proceso Haber, donde el nitrógeno gaseoso y el hidrógeno se convierten en amoníaco sólido utilizando un catalizador de hierro a altas presiones y temperaturas, permitiendo abastecer de fertilizantes a una gran parte de la población mundial. Sin embargo, el exceso de fertilizantes también causa problemas ambientales como la e

2. Catálisis Heterogénea
Es un término químico que describe la catálisis cuando el catalizador
está en una fase diferente (es decir sólido, líquido y gas, pero
también aceite y agua) a los reactivos. Los catalizadores heterogéneos
proporcionan una superficie en la que pueda tener lugar la reacción.
Para que la reacción se produzca, uno o más de los reactivos
deben difundir a la superficie del catalizador y adsorberse en él. Después
de la reacción, los productos deben desorberse de la superficie y difundir
lejos de la superficie del sólido. Con frecuencia, este transporte de
reactivos y productos de una fase a otra desempeña un papel dominante
en la limitación de la velocidad de reacción. La comprensión de estos
fenómenos de transporte y la química de superficies, como por ejemplo
la dispersión, es un área importante de investigación de los catalizadores
heterogéneos.

3. La catálisis heterogénea asimétrica puede utilizarse para sintetizar
compuestos quirales enantiómeramente puros utilizando catalizadores
heterogéneos.​ El campo es de la mayor importancia industrial y
medioambiental. Ha atraído a dos Premios Nobel: Irving Langmuir en
1932 y Gerhard Ertl en 2007.
Una clase de catalizadores heterogéneos son "imitadores de las
enzimas", cuya superficie reactiva imita el sitio
activo de enzimas biológicas.
Proceso de hidrogenación del eteno en una superficie
solida

4.  Proceso Haber de la síntesis del NH3
La síntesis de amoniaco es un ejemplo de catálisis heterogénea:
3H2(g) + N2(g) ↔ 2NH3(g) – catalizada por Fe(s).
El uso de Níquel en la hidrogenación de aceites vegetales para
producir margarina. Las grasas insaturadas presentes en los aceites
vegetales se convierten grasas saturadas por adición de hidrógeno.
Esto a su vez rompe los dobles enlaces carbono-carbono. Para que
esta reacción sea catalizada eficazmente el níquel debe presentar una
gran área superficial por lo que debe estar finamente dividido.
-CH=CH- + H2 → -CH2-CH2-

5.  Convertidores catalíticos
Estos son usados a menudo en los automóviles. Tres
reacciones principales están catalizadas por convertidores
catalíticos.
La oxidación del monóxido de carbono a dióxido de carbono.
2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g)
La reducción del monóxido de nitrógeno a nitrógeno.
2NO(g) + 2CO(g) → N2(g) + 2CO2(g)
La oxidación de los hidrocarburos a agua y dióxido de carbono.
Esto puede ocurrir en cualquier hidrocarburos, sin embargo se
realiza principalmente con la gasolina o el Diesel.
2C6H6(g) + 15O2 → 12CO2(g) +6H2O(l)

6. ¿QUEESELPROCESOHABER?
En química,
el proceso de
Haber o proceso
de Haber -
Bosch
Es la reacción
de N2 e H2
gaseosos para
producir amoníaco
La importancia de
la reacción radica
en la dificultad de
producir amoníaco
a un nivel
industrial.
 PROCESO HABER BOSCH
Alrededor del 78,1% del aire que nos rodea es
nitrógeno molecular, N2. El elemento
como molécula diatómica gaseosa es muy
estable y relativamente inerte debido al enlace
triple que mantiene los dos átomos fuertemente
unidos. No fue sino hasta los primeros años del
siglo XX cuando este proceso fue desarrollado
para obtener nitrógeno del aire y producir
amoníaco, que al oxidarse
forma nitritos y nitratos. Estos son esenciales en
los ácido nítrico ) y fertilizantes (ejemplo: nitrato
de amonio (NH4NO3)).

7.  Como la reacción natural es muy lenta, se acelera con
un catalizador de hierro (Fe3+) y óxidos de aluminio (Al2O3) y
potasio (K2O) permitiendo que el equilibrio se alcance con
mayor rapidez. Los factores que aumentan el rendimiento, al
desplazar el equilibrio de la reacción hacia los productos
(Principio de Le Châtelier), son las condiciones de alta presión
(150-300 atmósferas) y altas temperaturas (400-500 °C),
resultando en un rendimiento del 10-20%.
N2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g) + ΔH ...(1)
 ΔH representa la variación de energía , también
llamado entalpía, y equivale a -92,4 kJ/mol. Al ser negativa,
libera calor, por lo que la reacción es exotérmica.

8.  Aspectos económicos y ambientales
El proceso Haber produce más de 100 millones de toneladas de
fertilizante de nitrógeno al año. El 8,27% del consumo total de
energía mundial en un año se destina a este proceso. Los
fertilizantes que se obtienen son responsables tanto del sustento
de más de un tercio de la población mundial debido a que la
extracción de nutrientes del suelo por parte de la agricultura y
ganadería es cuantiosa y por ende deben ser repuestos de
manera artificial, aunque el mal uso de los fertilizantes producen
numerosos problemas ambientales por la erosión y el
escurrimiento de nutrientes a napas y cuerpos de agua siendo el
más emblemático la eutrofización.

9.  El impacto ambiental
Solo el 17% del amoniaco usado como fertilizante es consumido por los
humanos a través de la comida. El resto acaba en la tierra o en el aire.
Según un artículo de Nature Geoscience, las emisiones en ausencia de
interferencia humana son de 0,5 kg por hectárea y año. La agricultura
moderna ha multiplicado por 20 esta cifra, lo que ha provocado la
alteración del ciclo natural del nitrógeno aunque su impacto global aún no
es muy conocido.
Hay dos problemas directamente relacionados con el amoniaco. Uno es
el de la eutrofización de las aguas. Los nitratos acaban en mares y ríos,
las algas y bacterias con exceso de nutrientes, acaban con el oxígeno
que necesitan otras especies. Por otro lado, el nitrógeno reactivo está
alterando el balance atmosférico, enriqueciendo el ozono de la troposfera
y reduciendo el de la estratosfera. Eso sí, el amoniaco tiene el efecto
positivo de la captura de CO2 en selvas y bosques debido a la mayor
presencia de nitrógeno en el aire.

10. PROCESO DE PRODUCCIÓN DEL AMONIACO NH3