0:00:07.239,0:00:08.052
여러분은 지난 몇 세기 간

0:00:08.052,0:00:09.579
가장 훌륭한 발견이

0:00:09.579,0:00:11.581
무엇이라고 생각하나요?

0:00:11.581,0:00:12.614
컴퓨터?

0:00:12.614,0:00:13.263
자동차?

0:00:13.263,0:00:14.168
전기?

0:00:14.168,0:00:16.145
아니면 원자의 발견일까요?

0:00:16.145,0:00:19.592
저는 이 화학반응이라고 생각합니다.

0:00:19.592,0:00:21.213
질소 기체 분자가

0:00:21.213,0:00:23.297
3개의 수소 기체 분자와 합쳐져서

0:00:23.297,0:00:26.739
2개의 암모니아 기체 분자를 만드는 반응이지요.

0:00:26.739,0:00:28.343
이것은 하버법이라고 하는데

0:00:28.343,0:00:30.925
공기 속의 질소분자를

0:00:30.925,0:00:32.431
수소 분자와 묶거나

0:00:32.431,0:00:35.564
공기를 비료로 바꾸는 과정입니다.

0:00:35.564,0:00:36.806
이런 과정이 없다면,

0:00:36.806,0:00:39.482
농부들은 오직 40억 명 분의 식량만을

0:00:39.482,0:00:41.348
생산할 수 있습니다.

0:00:41.348,0:00:44.880
현재 지구의 인구는 70억 명이지요.

0:00:44.880,0:00:46.881
즉, 하버법이 없다면

0:00:46.881,0:00:51.306
30억 명이 넘는 사람이 굶게됩니다.

0:00:51.306,0:00:55.025
질산염의 형태로 있는 질소인 NO3는

0:00:55.025,0:00:58.205
식물의 생존에 꼭 필요한 영양분입니다.

0:00:58.205,0:01:00.706
작물들이 자랄 때 흙 속의 질소를 소비하면서,

0:01:00.706,0:01:02.425
땅 속의 질소를 제거합니다.

0:01:02.425,0:01:03.923
질소는 동물이 죽어서 썩는 것처럼

0:01:03.923,0:01:06.346
오랜 자연적 분해를 통해서

0:01:06.346,0:01:07.845
보충됩니다.

0:01:07.845,0:01:09.679
하지만 인간은 식물을

0:01:09.679,0:01:11.680
더욱 빨리 키우고 싶어하지요.

0:01:11.680,0:01:13.591
여기에 놀라운 것은

0:01:13.591,0:01:16.594
공기 중 78%가 질소로 이루어져있지만

0:01:16.594,0:01:19.396
식물은 공기로부터 질소를 얻을 수 없다는 것입니다.

0:01:19.396,0:01:22.511
왜냐하면 질소가 쉽게 부숴지지 않는

0:01:22.511,0:01:24.643
아주 강한 삼중결합을 하고있기 때문이지요.

0:01:24.643,0:01:26.643
하버가 한 일은 기본적으로

0:01:26.643,0:01:27.762
공기 속의 질소를 꺼내서

0:01:27.762,0:01:29.529
땅으로 보내는

0:01:29.529,0:01:31.281
방법을 알아낸 것입니다.

0:01:31.281,0:01:34.864
1908년 독일 화학자인 프리츠 하버는

0:01:34.864,0:01:36.176
공기 속에 있는 질소들을 가공하는

0:01:36.176,0:01:39.020
화학적 방법을 개발했습니다.

0:01:39.020,0:01:39.890
하버는 공기속에 있는 질소를

0:01:39.890,0:01:41.594
수소와 결합시켜서

0:01:41.594,0:01:43.046
암모니아를 형성하는

0:01:43.046,0:01:45.242
방법을 발견했습니다.

0:01:45.242,0:01:47.797
암모니아는 질산염으로 빨리 바뀌어서

0:01:47.797,0:01:50.506
땅 속에 뿌려질 수 있었습니다.

0:01:50.506,0:01:53.100
하지만 하버법이 세상의

0:01:53.100,0:01:54.950
식량 공급에 쓰이기 위해서는

0:01:54.950,0:01:55.213
쉽고 빠르게 많은 양의 암모니아를

0:01:55.213,0:01:58.415
만들 수 있는 방법이 필요했습니다.

0:01:58.415,0:01:59.381
어떻게 하버가 이 방법을 완성했는지

0:01:59.381,0:02:01.900
이해하기 위해서는

0:02:01.900,0:02:02.179
우리는 화학적 평형에 대해

0:02:02.179,0:02:04.397
알 필요가 있습니다.

0:02:04.397,0:02:06.346
화학적 평형은 밀봉된 용기에서

0:02:06.346,0:02:09.514
반응을 일으킬 때 나타납니다.

0:02:09.514,0:02:11.233
예를 들어, 밀봉된 용기에

0:02:11.233,0:02:14.346
수소와 질소를 넣고

0:02:14.346,0:02:16.158
반응하게 해봅시다.

0:02:16.158,0:02:17.757
실험을 시작할 때에는

0:02:17.757,0:02:20.370
질소와 수소가 많아서

0:02:20.370,0:02:22.006
암모니아의 형성 진행이

0:02:22.006,0:02:24.098
매우 빠릅니다.

0:02:24.098,0:02:26.680
하지만 수소와 질소가 반응하고

0:02:26.680,0:02:28.261
반응에 사용되면서

0:02:28.261,0:02:29.883
반응은 점점 느려집니다.

0:02:29.883,0:02:31.842
왜냐하면 용기 속의 질소와 수소가

0:02:31.842,0:02:33.625
적어졌기 때문이지요.

0:02:33.625,0:02:36.347
결국, 암모니아 분자들은

0:02:36.347,0:02:38.058
질소와 수소로 분해되어 돌아가는

0:02:38.058,0:02:41.339
지점에 도달하게 됩니다.

0:02:41.339,0:02:43.063
좀 더 지나면 암모니아를 만들고 부숴지는

0:02:43.063,0:02:45.588
두 종류의 반응이

0:02:45.588,0:02:47.634
같은 속도에 도달하게 됩니다.

0:02:47.634,0:02:49.341
이 속도가 같을때

0:02:49.341,0:02:52.147
우리는 반응이 평행점에 도달했다고 합니다.

0:02:53.146,0:02:55.280
이것은 보기에는 좋아보입니다.

0:02:55.280,0:02:56.511
하지만 여러분이 많은 양의 암모니아를

0:02:56.511,0:02:58.817
만들고 싶을때는 그렇지 않습니다.

0:02:58.817,0:03:00.336
하버는 암모니아가 다시 분해되는

0:03:00.336,0:03:01.855
과정을 원치 않았습니다.

0:03:01.855,0:03:03.374
하지만 여러분이 밀봉된 용기에서

0:03:03.374,0:03:04.865
분해되지 않도록 해도

0:03:04.865,0:03:06.487
결국은 일어나게 됩니다.

0:03:06.487,0:03:08.794
그래서 프랑스의 화학자인 앙리 르 샤틀리에가

0:03:08.794,0:03:09.981
이 문제를 해결할 수있는 방법을

0:03:09.981,0:03:11.271
발견했습니다.

0:03:11.271,0:03:12.705
그가 발견한 것은

0:03:12.705,0:03:14.590
평행상태에 있는 용기에

0:03:14.590,0:03:16.296
어떤 것, 즉 질소와 같은 것들을

0:03:16.296,0:03:17.723
더 넣어준다면

0:03:17.723,0:03:18.715
분자들은 다시 평행상태로 돌아가기위해

0:03:18.715,0:03:20.921
다시 반응을 하기 시작한다는 것 입니다.

0:03:20.921,0:03:22.296
르 샤틀리에는 또한

0:03:22.296,0:03:23.469
용기 속의 압력을 증가시키면

0:03:23.469,0:03:25.596
용기 속의 분자들은

0:03:25.596,0:03:26.761
원래의 압력으로 돌아가기위해서

0:03:26.761,0:03:28.978
다시 계속 반응을 하게 된다는[br]것을 발견했습니다.

0:03:28.978,0:03:30.675
마치 사람이 가득한 방에[br]있는 것과 비슷합니다.

0:03:30.675,0:03:32.182
분자가 많아지면 많아질수록

0:03:32.182,0:03:33.773
압력 또한 증가하게 되지요.

0:03:33.773,0:03:35.529
다시 반응식을 보게되면

0:03:35.529,0:03:37.532
우리는 왼편에서

0:03:37.532,0:03:39.681
4개의 분자가 있는걸 볼 수 있습니다.

0:03:39.681,0:03:41.776
그리고 오른편에는 2개만 있지요.

0:03:41.776,0:03:44.278
결국, 분자가 덜 북적거리고,

0:03:44.278,0:03:45.872
압력이 작은 방을 원하면

0:03:45.872,0:03:46.779
질소와 수소 분자들은

0:03:46.779,0:03:48.670
좀 더 작은 암모니아 분자가 되기 위해서

0:03:48.670,0:03:51.804
그들끼리 결합을 하기 시작합니다.

0:03:51.804,0:03:53.821
하버는 많은 양의 암모니아를

0:03:53.821,0:03:55.100
만드는 방법을 깨닫고

0:03:55.100,0:03:56.604
실제로 기계를 만들어

0:03:56.604,0:03:59.600
평행상태에 있는 반응에

0:03:59.600,0:04:01.438
압력을 증가시키면서

0:04:01.438,0:04:03.314
질소와 수소를 계속해서 투입하는

0:04:03.314,0:04:05.480
장치를 발명했습니다.

0:04:05.480,0:04:08.030
오늘날에 암모니아는 전세계적으로

0:04:08.030,0:04:10.313
가장 많이 생산되는 화합물 중 하나 입니다.

0:04:10.313,0:04:14.891
연간 약 1.31억 톤,

0:04:14.891,0:04:18.314
즉, 약 2900억 파운드의 암모니아가 생산됩니다.

0:04:18.314,0:04:19.363
1만 파운드 몸무게의

0:04:19.363,0:04:21.447
아프리카 코끼리가

0:04:21.447,0:04:24.314
3억 마리 있는 것과 같습니다.

0:04:24.314,0:04:28.087
80%의 암모니아는 비료 생산에 사용되고

0:04:28.087,0:04:29.041
나머지 20%는

0:04:29.041,0:04:30.937
산업용이나 가정용 청소용으로

0:04:30.937,0:04:33.314
혹은 다른 질산과 같은

0:04:33.314,0:04:35.265
질소 화합물을 만들기 위해 사용됩니다.

0:04:35.265,0:04:36.345
최근에 연구에서 밝혀진 바로는

0:04:36.345,0:04:38.837
비료에 들어있는 질소가

0:04:38.837,0:04:41.147
반 정도는 식물에게 흡수되지 않는다고 합니다.

0:04:41.147,0:04:42.977
결과적으로, 질소는 지구의

0:04:42.977,0:04:44.642
물과 대기에서

0:04:44.642,0:04:47.695
우리의 환경에 큰 손상을 입히는

0:04:47.695,0:04:49.646
변덕스러운 화합물인것 이죠.

0:04:49.646,0:04:51.475
물론, 하버가 처음 발명했을때

0:04:51.475,0:04:53.095
이런 문제까진 알지 못했겠지요.

0:04:53.095,0:04:54.773
그의 선구적인 발견을 따라서

0:04:54.773,0:04:56.388
과학자들은 위험한 결과를 만들지 않고

0:04:56.388,0:04:59.054
지금과 같은 수준의 식량생산을 할 수 있는

0:04:59.054,0:05:01.029
21세기의 새로운 하버법을 만들기 위해서

0:05:01.029,0:05:03.359
노력하고 있습니다.