El proceso de Haber es una reacción química en la que el gas de nitrógeno diatómico reacciona con el gas hidrógeno para formar amoníaco. La ecuación de reacción es: N2 + 3H2 - & gt; 2NH3. Aunque esta reacción parece engañosamente simple, el proceso de Haber genera amoníaco solo en condiciones de alta presión y temperatura, del orden de 200 atmósferas y 400 grados centígrados. Los óxidos de hierro o el osmio pueden actuar como catalizadores para acelerar la reacción.
En el ámbito de la microbiología, ciertas bacterias han desarrollado la capacidad de convertir el nitrógeno atmosférico en amoníaco. Estas bacterias fijadoras de nitrógeno viven en el suelo, así como en nódulos en las raíces de las leguminosas y otras plantas. Estas bacterias han desarrollado una estrategia elaborada que les permite convertir gas nitrógeno en amoníaco a temperaturas y presiones mucho más bajas que el proceso de Haber.
Las bacterias fijadoras de nitrógeno dependen de un complejo enzimático llamado nitrogenasa para dividir el triple enlace que mantiene unido a N2 y reducir cada átomo de nitrógeno con hidrógeno para formar amoníaco. La nitrogenasa contiene grupos de molibdeno, hierro y azufre que de alguna manera coordinan esta reacción en varias etapas.Aunque los detalles no se comprenden completamente, dos características están bien establecidas; Primero, la nitrogenasa funciona exclusivamente en un ambiente anaeróbico. Una proteína de azufre de hierro especial llamada Shethna elimina el oxígeno libre para evitar que se desactive la nitrogenasa. En segundo lugar, cada mol de N2 convertido a NH3 requiere un aporte de 16 moléculas de ATP, una inversión enorme (pero que en última instancia vale la pena) de energía para una bacteria unicelular.
