Η μέθοδος Ostwald είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιείται για τη βιομηχανική παραγωγή νιτρικού οξέος, κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από τον Γερμανό/Λεττονό χημικό Willhelm Ostwald το 1902 και εφαρμόστηκε για πρώτη φορά το 1908. Σε αυτή τη διαδικασία, το νιτρικό οξύ συντίθεται με την οξείδωση της αμμωνίας. Πριν από την εισαγωγή της διαδικασίας Ostwald, όλο το νιτρικό οξύ παρήχθη με απόσταξη άλατος —νιτρικού νατρίου (NaNO3) ή νιτρικού καλίου (KNO3) — με πυκνό θειικό οξύ. Η διαδικασία Ostwald αντιπροσωπεύει τώρα όλη τη βιομηχανική παραγωγή νιτρικού οξέος, μιας χημικής ουσίας ζωτικής σημασίας για τις βιομηχανίες λιπασμάτων και εκρηκτικών.
Η πρώτη σύνθεση νιτρικού οξέος – με θέρμανση ενός μείγματος άλατος, θειικού χαλκού και στυπτηρίας – αποδίδεται γενικά στον Άραβα αλχημιστή Jabir ibn Hayyan Geber κάποια στιγμή στον 8ο αιώνα, αλλά υπάρχει κάποια αβεβαιότητα σχετικά με αυτό. Στα μέσα του 17ου αιώνα, ο Γερμανός χημικός Johann Rudolf Glauber παρήγαγε το οξύ με απόσταξη άλατος με θειικό οξύ. Το νιτρικό οξύ είχε ενδιαφέρον κυρίως λόγω της ικανότητάς του να διαλύει τα περισσότερα μέταλλα μέχρι την ανακάλυψη, το 1847, της νιτρογλυκερίνης. Αμέσως μετά από αυτό το σημείο, με το άνοιγμα μιας νέας σειράς εκρηκτικών που παρασκευάζονται με τη νίτρωση οργανικών ενώσεων, το νιτρικό οξύ — και ο πρόδρομός του, το άλας — ήταν πολύ περιζήτητα. Μέχρι τις αρχές του 20ου αιώνα, όλη η παραγωγή νιτρικού οξέος γινόταν από άλατα.
Το 1901, ο Willhelm Ostwald, ένας Γερμανός χημικός γεννημένος στη Λετονία, ανέπτυξε μια μέθοδο σύνθεσης νιτρικού οξέος από την οξείδωση της αμμωνίας με κατάλυση. Η διαδικασία πραγματοποιείται σε τρία βήματα. Πρώτον, ένα μείγμα ενός μέρους αερίου αμμωνίας (NH3) και 10 μερών αέρα τροφοδοτείται στον καταλυτικό θάλαμο όπου, σε θερμοκρασία 1292 έως 1472 °F (700 έως 800 °C) και χρησιμοποιώντας έναν καταλύτη πλατίνας, η αμμωνία συνδυάζεται με οξυγόνο (O2) για την παραγωγή μονοξειδίου του αζώτου (NO): 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O. Δεύτερον, στον θάλαμο οξείδωσης, σε θερμοκρασία 122 °F (50 °C), το μονοξείδιο του αζώτου συνδυάζεται με οξυγόνο για να παραχθεί διοξείδιο του αζώτου: 2NO + O2 → 2NO2. Τέλος, στον θάλαμο απορρόφησης, το διοξείδιο του αζώτου διαλύεται στο νερό, δίνοντας νιτρικό οξύ (HNO3) και μονοξείδιο του αζώτου, τα οποία στη συνέχεια μπορούν να ανακυκλωθούν: 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO.
Η διαδικασία Ostwald παράγει νιτρικό οξύ ως υδατικό διάλυμα συγκέντρωσης περίπου 60%. Με απόσταξη, η συγκέντρωση αυξάνεται στο 68.5%, δίνοντας το νιτρικό οξύ ποιότητας αντιδραστηρίου που χρησιμοποιείται για τους περισσότερους σκοπούς. Αυτό το οξύ είναι ένα αζεότροπο του νιτρικού οξέος και του νερού, που σημαίνει ότι οι δύο ενώσεις βράζουν στην ίδια θερμοκρασία — 251.6 °F (122 °C) και έτσι δεν μπορεί να συγκεντρωθεί περαιτέρω με απλή απόσταξη. Εάν απαιτούνται υψηλότερες συγκεντρώσεις, μπορούν να ληφθούν με απόσταξη με πυκνό θειικό οξύ — το οποίο απορροφά το νερό — ή απευθείας με συνδυασμό διοξειδίου του αζώτου, νερού και οξυγόνου σε υψηλή πίεση.
Αυτή η χημική διαδικασία θα μείωνε την εξάρτηση από τα μειωμένα αποθέματα άλατος, αλλά απαιτούσε μια πηγή αμμωνίας, η οποία εκείνη την εποχή δεν ήταν άμεσα διαθέσιμη σε μεγάλες ποσότητες. Το πρόβλημα της αμμωνίας επιλύθηκε με την ανάπτυξη της διαδικασίας Haber, κατά την οποία αυτή η ένωση συντέθηκε χρησιμοποιώντας ατμοσφαιρικό άζωτο και υδρογόνο από φυσικό αέριο. Η διαδικασία Ostwald γρήγορα ανέλαβε ως το κύριο μέσο παραγωγής νιτρικού οξέος.
Αυτές οι δύο βιομηχανικές διαδικασίες μεταξύ τους επέτρεψαν τη φθηνή παραγωγή νιτρικού οξέος σε τεράστιες ποσότητες. Αυτό με τη σειρά του οδήγησε σε αύξηση της γεωργικής παραγωγικότητας, καθώς τα νιτρικά λιπάσματα μπορούσαν να παραχθούν φθηνά σε μεγάλες ποσότητες. Ωστόσο, παρέτεινε επίσης τον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο, καθώς η Γερμανία – αποκομμένη από τις περισσότερες προμήθειες άλατος κατά τη διάρκεια του πολέμου – ήταν σε θέση να συνεχίσει να παράγει εκρηκτικά σε μεγάλες ποσότητες.