1
00:00:07,239 --> 00:00:08,052
この数世紀の間の

2
00:00:08,052 --> 00:00:09,579
最も重要な発見は

3
00:00:09,579 --> 00:00:11,581
何だと思いますか？

4
00:00:11,581 --> 00:00:12,614
コンピューターでしょうか？

5
00:00:12,614 --> 00:00:13,263
それとも車？

6
00:00:13,263 --> 00:00:14,168
電気？

7
00:00:14,168 --> 00:00:16,145
もしくは原子の発見？

8
00:00:16,145 --> 00:00:19,592
私はこの化学反応だと思います

9
00:00:19,592 --> 00:00:21,213
気体の窒素分子１つと

10
00:00:21,213 --> 00:00:23,297
気体の水素分子３つが
合わさると

11
00:00:23,297 --> 00:00:26,739
気体のアンモニア分子２つが
できる反応です

12
00:00:26,739 --> 00:00:28,343
これはハーバー法というもので

13
00:00:28,343 --> 00:00:30,925
空気中の窒素分子と

14
00:00:30,925 --> 00:00:32,431
水素分子が結合し

15
00:00:32,431 --> 00:00:35,564
空気から肥料が
できるというものです

16
00:00:35,564 --> 00:00:36,806
この化学反応がなければ

17
00:00:36,806 --> 00:00:41,348
農家の人々は 40億人分の食料しか
生産することができないでしょう

18
00:00:41,348 --> 00:00:44,516
現在の人口は70億人を
上回ったところです

19
00:00:44,880 --> 00:00:46,881
したがって ハーバー法なしには

20
00:00:46,881 --> 00:00:51,306
30億人が
食料にありつけません

21
00:00:51,306 --> 00:00:55,025
硝酸塩―NO3―という形で
存在する窒素は

22
00:00:55,025 --> 00:00:58,205
植物が生き延びるのに
必要不可欠な栄養素です

23
00:00:58,205 --> 00:01:00,706
作物が生長する時に
土壌から窒素を吸収し

24
00:01:00,706 --> 00:01:02,425
土から窒素が取り除かれます

25
00:01:02,425 --> 00:01:03,923
窒素は
動物の腐敗などの

26
00:01:03,923 --> 00:01:06,146
長期間にわたる
自然な肥沃化の過程によって

27
00:01:06,146 --> 00:01:07,845
補充されますが

28
00:01:07,845 --> 00:01:09,679
人間はそれよりも
ずっと短期間に

29
00:01:09,679 --> 00:01:11,680
作物を育てる
必要があります

30
00:01:11,680 --> 00:01:13,591
ここからが
ややこしいところです

31
00:01:13,591 --> 00:01:16,594
空気の78％は
窒素で構成されていますが

32
00:01:16,594 --> 00:01:19,396
作物は単に空気中から窒素を
吸収することができません

33
00:01:19,396 --> 00:01:22,511
なぜなら窒素は非常に強い
三重結合を持っており

34
00:01:22,511 --> 00:01:24,643
作物はこの結合を
切ることができないからです

35
00:01:24,643 --> 00:01:26,643
ハーバーが成しえたことは

36
00:01:26,643 --> 00:01:27,762
根本的にいえば

37
00:01:27,762 --> 00:01:29,529
空気中の窒素を取り込み

38
00:01:29,529 --> 00:01:31,281
これを土に送り込む方法の発見です

39
00:01:31,281 --> 00:01:34,864
1908年ドイツの化学者
フリッツ・ハーバーは

40
00:01:34,864 --> 00:01:36,176
空気中に
豊富にある窒素を

41
00:01:36,176 --> 00:01:39,020
利用するための
化学的な方法を編み出しました

42
00:01:39,020 --> 00:01:39,890
ハーバーは

43
00:01:39,890 --> 00:01:41,594
空気中の窒素を取り込み

44
00:01:41,594 --> 00:01:43,046
水素と結合させて

45
00:01:43,046 --> 00:01:45,242
アンモニアを生成する
方法を発見したのです

46
00:01:45,242 --> 00:01:47,797
そして アンモニアは
土壌に注入された後

47
00:01:47,797 --> 00:01:50,506
速やかに
硝酸塩に変換されます

48
00:01:50,506 --> 00:01:54,025
しかし ハーバー法を
世界の食料を賄うために使うためには

49
00:01:54,025 --> 00:01:55,213
ハーバーは

50
00:01:55,213 --> 00:01:58,415
大量のアンモニアを迅速に簡単に
生成する方法を見出す必要がありました

51
00:01:58,415 --> 00:01:59,381
ハーバーが

52
00:01:59,381 --> 00:02:01,900
この偉業をどのようにして
成し遂げたのかを理解するため

53
00:02:01,900 --> 00:02:04,397
私たちは化学平衡について
知る必る必要があります

54
00:02:04,397 --> 00:02:06,346
化学平衡は
密閉容器の中で

55
00:02:06,346 --> 00:02:09,514
化学反応が起きたときに
達成されます

56
00:02:09,514 --> 00:02:11,233
例えば

57
00:02:11,233 --> 00:02:14,346
密閉容器の中に
水素と窒素を注入し

58
00:02:14,346 --> 00:02:16,158
反応させます

59
00:02:16,158 --> 00:02:17,757
実験の
初期の段階では

60
00:02:17,757 --> 00:02:20,370
多くの窒素と水素があるので

61
00:02:20,370 --> 00:02:22,006
アンモニアは
速い速度で

62
00:02:22,006 --> 00:02:24,098
生成されます

63
00:02:24,098 --> 00:02:28,261
ところが水素と窒素が反応を起こし
消費されるにつれ

64
00:02:28,261 --> 00:02:29,883
反応速度が低下します

65
00:02:29,883 --> 00:02:33,625
容器の中の窒素と水素の量が
減るからです

66
00:02:33,625 --> 00:02:36,347
やがて アンモニア分子は
ある時点を境に

67
00:02:36,347 --> 00:02:38,058
分解しはじめ

68
00:02:38,058 --> 00:02:41,339
窒素と水素に戻ります

69
00:02:41,339 --> 00:02:43,063
しばらくすると
アンモニアの生成と分解という

70
00:02:43,063 --> 00:02:45,588
２つの反応は

71
00:02:45,588 --> 00:02:47,634
同じ速度で起こるようになります

72
00:02:47,634 --> 00:02:49,341
同じ速度になったとき

73
00:02:49,341 --> 00:02:52,147
「平衡状態に達した」といいます

74
00:02:53,146 --> 00:02:55,280
一見 良いことのようですが

75
00:02:55,280 --> 00:02:56,511
大量のアンモニアを

76
00:02:56,511 --> 00:02:58,817
生成したい時には
良いことではありません

77
00:02:58,817 --> 00:03:01,855
アンモニアの分解は
ハーバーが望むところではありませんが

78
00:03:01,855 --> 00:03:03,374
密閉容器の中で

79
00:03:03,374 --> 00:03:04,865
単に反応させておくと

80
00:03:04,865 --> 00:03:06,487
分解が起こります

81
00:03:06,487 --> 00:03:09,981
ここで フランスの化学者
アンリ・ル・シャトリエの

82
00:03:09,981 --> 00:03:11,271
登場です

83
00:03:11,271 --> 00:03:12,705
彼が発見したことは

84
00:03:12,705 --> 00:03:14,590
平衡状態にある系に

85
00:03:14,590 --> 00:03:17,723
何か 例えば窒素を加えると

86
00:03:17,723 --> 00:03:18,715
系は平衡状態に

87
00:03:18,715 --> 00:03:20,921
戻ろうとする
ということです

88
00:03:20,921 --> 00:03:22,296
さらにル・シャトリエは

89
00:03:22,296 --> 00:03:23,469
圧力を加えると

90
00:03:23,469 --> 00:03:25,596
系は元の圧力に

91
00:03:25,596 --> 00:03:26,761
戻そうとすることを

92
00:03:26,761 --> 00:03:28,978
発見しました

93
00:03:28,978 --> 00:03:30,675
混雑している部屋に
いるようなものです

94
00:03:30,675 --> 00:03:32,182
分子の数が多いほど

95
00:03:32,182 --> 00:03:33,773
圧力が高くなりますが

96
00:03:33,773 --> 00:03:35,529
はじめの化学反応式を
見てみると

97
00:03:35,529 --> 00:03:39,681
左辺に４つの分子があり

98
00:03:39,681 --> 00:03:41,776
右辺には２つしかありません

99
00:03:41,776 --> 00:03:44,278
部屋の密集度を下げて

100
00:03:44,278 --> 00:03:45,872
圧力を下げたい場合

101
00:03:45,872 --> 00:03:46,779
窒素と水素が

102
00:03:46,779 --> 00:03:48,670
結合しはじめ

103
00:03:48,670 --> 00:03:51,804
よりコンパクトな
アンモニア分子を生成します

104
00:03:51,804 --> 00:03:53,821
ハーバーは

105
00:03:53,821 --> 00:03:55,100
大量のアンモニアを
生成するには

106
00:03:55,100 --> 00:03:56,604
窒素と水素を
継続的に加え

107
00:03:56,604 --> 00:03:59,600
平衡状態にある系の

108
00:03:59,600 --> 00:04:03,314
圧力を増加させる機械を
製造する必要があることに気づき

109
00:04:03,314 --> 00:04:05,480
まさに それを実現しました

110
00:04:05,480 --> 00:04:08,030
現在 アンモニアは

111
00:04:08,030 --> 00:04:10,313
世界で最も多く生産される
化合物のひとつです

112
00:04:10,313 --> 00:04:14,891
年間 およそ1億3100万トン

113
00:04:14,891 --> 00:04:18,314
つまり 2900億ポンドのアンモニアが
生産されており

114
00:04:18,314 --> 00:04:19,363
これは

115
00:04:19,363 --> 00:04:24,314
１頭が約4500キロのアフリカゾウ
3000万頭分に相当します

116
00:04:24,314 --> 00:04:28,087
アンモニアの80％は
肥料生産に使われており

117
00:04:28,087 --> 00:04:29,041
残りは

118
00:04:29,041 --> 00:04:30,937
工業用や家庭用の洗剤

119
00:04:30,937 --> 00:04:33,314
また 硝酸など

120
00:04:33,314 --> 00:04:35,265
他の窒素化合物に
使われています

121
00:04:35,265 --> 00:04:36,345
最近の研究によると

122
00:04:36,345 --> 00:04:38,837
肥料に含まれる
窒素の半分が

123
00:04:38,837 --> 00:04:41,147
植物に吸収されていないことが
示されました

124
00:04:41,147 --> 00:04:42,977
その結果 窒素は

125
00:04:42,977 --> 00:04:44,642
揮発性の化合物として

126
00:04:44,642 --> 00:04:47,695
地球の水系や大気中に
見出されており

127
00:04:47,695 --> 00:04:49,646
環境に深刻な影響を
与えています

128
00:04:49,646 --> 00:04:51,475
もちろん ハーバーが
発明をもたらしたとき

129
00:04:51,475 --> 00:04:53,095
このような問題を
予期しませんでした

130
00:04:53,095 --> 00:04:54,773
彼の先駆的な洞察力を継ぎ

131
00:04:54,773 --> 00:04:56,388
現在の化学者らは

132
00:04:56,388 --> 00:04:59,054
危険な結果を伴わずに

133
00:04:59,054 --> 00:05:01,029
同じ量のアンモニアを
生成することができる

134
00:05:01,029 --> 00:05:03,359
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