A amônia é oxidada por aquecimento, na presença de oxigênio, com um catalisador (como platina com 10% de ródio, platina sobre lã de sílica fundida, cobre ou níquel^[3]) para a formação do óxido nítrico (NO) e vapor de água. Essa reação é exotérmica.

👁 {\displaystyle {4\,\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {g} ){}+{}5\,\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {g} ){}\mathrel {\longrightarrow } {}4\,\mathrm {NO} {\mskip {2mu}}(\mathrm {g} ){}+{}6\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\mskip {2mu}}(\mathrm {l} )}}
👁 {\displaystyle \Delta H=-905,2kJ/mol}

O segundo estágio é realizado em um aparelho de absorção contendo água. Inicialmente, o óxido nítrico é oxidado novamente para produzir dióxido de nitrogênio (NO₂). Este gás é absorvido pela água, produzindo o produto desejado (ácido nítrico, embora na forma diluída), enquanto uma parte dele é reduzida, voltando ao óxido nítrico:

👁 {\displaystyle {2\,\mathrm {NO} {\mskip {2mu}}(\mathrm {g} ){}+{}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {g} ){}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {NO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {g} )}}
👁 {\displaystyle \Delta H=-114kJ/mol}

👁 {\displaystyle {3\,\mathrm {NO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {g} ){}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\mskip {2mu}}(\mathrm {l} ){}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {HNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {aq} ){}+{}\mathrm {NO} {\mskip {2mu}}(\mathrm {g} )}}
👁 {\displaystyle \Delta H=-117kJ/mol}

O NO é reciclado e o ácido é concentrado por destilação.

Como alternativa, se o último passo for realizado no ar:

👁 {\displaystyle {4\,\mathrm {NO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {g} ){}+{}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {g} ){}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\mskip {2mu}}(\mathrm {l} ){}\mathrel {\longrightarrow } {}4\,\mathrm {HNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {aq} )}}
👁 {\displaystyle \Delta H=-348kJ/mol}

As condições típicas para o primeiro estágio, que contribuem para um rendimento geral de cerca de 98%, são:

• pressão entre 4 e 10 atm;
• temperatura entre 600 e 800°C.

Uma eventual complicação que pode ocorrer na primeira etapa envolve a reversão do óxido nítrico de volta ao nitrogênio:

👁 {\displaystyle {4\,\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {g} ){}+{}6\,\mathrm {NO} {\mskip {2mu}}(\mathrm {g} ){}\mathrel {\longrightarrow } {}5\,\mathrm {N} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {g} ){}+{}6\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\mskip {2mu}}(\mathrm {l} )}}
👁 {\displaystyle \Delta H=-740,6kJ/mol}

Essa é uma reação secundária minimizada pela redução do tempo de contato das misturas gasosas com o catalisador.^[4]

A reação geral resume todo o processo, considerando as etapas anteriores:

👁 {\displaystyle {2\,\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {g} ){}+{}4\,\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {g} ){}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\mskip {2mu}}(\mathrm {l} ){}\mathrel {\longrightarrow } {}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\mskip {2mu}}(\mathrm {g} ){}+{}2\,\mathrm {HNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {aq} )}}

Alternativamente, se o último passo for realizado no ar, desconsiderando o estado físico da água, a reação geral será:

👁 {\displaystyle {\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {g} ){}+{}2\,\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {g} ){}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}+{}\mathrm {HNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {aq} )}}
👁 {\displaystyle \Delta H=-370,3kJ/mol}