1
00:00:07,239 --> 00:00:08,052
여러분은 지난 몇 세기 간

2
00:00:08,052 --> 00:00:09,579
가장 훌륭한 발견이

3
00:00:09,579 --> 00:00:11,581
무엇이라고 생각하나요?

4
00:00:11,581 --> 00:00:12,614
컴퓨터?

5
00:00:12,614 --> 00:00:13,263
자동차?

6
00:00:13,263 --> 00:00:14,168
전기?

7
00:00:14,168 --> 00:00:16,145
아니면 원자의 발견일까요?

8
00:00:16,145 --> 00:00:19,592
저는 이 화학반응이라고 생각합니다.

9
00:00:19,592 --> 00:00:21,213
질소 기체 분자가

10
00:00:21,213 --> 00:00:23,297
3개의 수소 기체 분자와 합쳐져서

11
00:00:23,297 --> 00:00:26,739
2개의 암모니아 기체 분자를 만드는 반응이지요.

12
00:00:26,739 --> 00:00:28,343
이것은 하버법이라고 하는데

13
00:00:28,343 --> 00:00:30,925
공기 속의 질소분자를

14
00:00:30,925 --> 00:00:32,430
수소 분자와 묶거나

15
00:00:32,430 --> 00:00:35,564
공기를 비료로 바꾸는 과정입니다.

16
00:00:35,564 --> 00:00:36,806
이런 과정이 없다면,

17
00:00:36,806 --> 00:00:39,482
농부들은 오직 40억 명 분의 식량만을

18
00:00:39,482 --> 00:00:41,348
생산할 수 있습니다.

19
00:00:41,348 --> 00:00:44,880
현재 지구의 인구는 70억 명이지요.

20
00:00:44,880 --> 00:00:46,881
즉, 하버법이 없다면

21
00:00:46,881 --> 00:00:51,306
30억 명이 넘는 사람이 굶게됩니다.

22
00:00:51,306 --> 00:00:55,025
질산염의 형태로 있는 질소인 NO3는

23
00:00:55,025 --> 00:00:58,205
식물의 생존에 꼭 필요한 영양분입니다.

24
00:00:58,205 --> 00:01:00,706
작물들이 자랄 때 흙 속의 질소를 소비하면서,

25
00:01:00,706 --> 00:01:02,425
땅 속의 질소를 제거합니다.

26
00:01:02,425 --> 00:01:03,923
질소는 동물이 죽어서 썩는 것처럼

27
00:01:03,923 --> 00:01:06,346
오랜 자연적 분해를 통해서

28
00:01:06,346 --> 00:01:07,845
보충됩니다.

29
00:01:07,845 --> 00:01:09,679
하지만 인간은 식물을

30
00:01:09,679 --> 00:01:11,680
더욱 빨리 키우고 싶어하지요.

31
00:01:11,680 --> 00:01:13,591
여기에 놀라운 것은

32
00:01:13,591 --> 00:01:16,594
공기 중 78%가 질소로 이루어져있지만

33
00:01:16,594 --> 00:01:19,396
식물은 공기로부터 질소를 얻을 수 없다는 것입니다.

34
00:01:19,396 --> 00:01:22,511
왜냐하면 질소가 쉽게 부숴지지 않는

35
00:01:22,511 --> 00:01:24,643
아주 강한 삼중결합을 하고있기 때문이지요.

36
00:01:24,643 --> 00:01:26,643
하버가 한 일은 기본적으로

37
00:01:26,643 --> 00:01:27,762
공기 속의 질소를 꺼내서

38
00:01:27,762 --> 00:01:29,529
땅으로 보내는

39
00:01:29,529 --> 00:01:31,281
방법을 알아낸 것입니다.

40
00:01:31,281 --> 00:01:34,864
1908년 독일 화학자인 프리츠 하버는

41
00:01:34,864 --> 00:01:36,176
공기 속에 있는 질소들을 가공하는

42
00:01:36,176 --> 00:01:39,020
화학적 방법을 개발했습니다.

43
00:01:39,020 --> 00:01:39,890
하버는 공기속에 있는 질소를

44
00:01:39,890 --> 00:01:41,594
수소와 결합시켜서

45
00:01:41,594 --> 00:01:43,046
암모니아를 형성하는

46
00:01:43,046 --> 00:01:45,242
방법을 발견했습니다.

47
00:01:45,242 --> 00:01:47,797
암모니아는 질산염으로 빨리 바뀌어서

48
00:01:47,797 --> 00:01:50,506
땅 속에 뿌려질 수 있었습니다.

49
00:01:50,506 --> 00:01:53,100
하지만 하버법이 세상의

50
00:01:53,100 --> 00:01:54,950
식량 공급에 쓰이기 위해서는

51
00:01:54,950 --> 00:01:55,213
쉽고 빠르게 많은 양의 암모니아를

52
00:01:55,213 --> 00:01:58,415
만들 수 있는 방법이 필요했습니다.

53
00:01:58,415 --> 00:01:59,381
어떻게 하버가 이 방법을 완성했는지

54
00:01:59,381 --> 00:02:01,900
이해하기 위해서는

55
00:02:01,900 --> 00:02:02,179
우리는 화학적 평형에 대해

56
00:02:02,179 --> 00:02:04,397
알 필요가 있습니다.

57
00:02:04,397 --> 00:02:06,346
화학적 평형은 밀봉된 용기에서

58
00:02:06,346 --> 00:02:09,514
반응을 일으킬 때 나타납니다.

59
00:02:09,514 --> 00:02:11,233
예를 들어, 밀봉된 용기에

60
00:02:11,233 --> 00:02:14,346
수소와 질소를 넣고

61
00:02:14,346 --> 00:02:16,158
반응하게 해봅시다.

62
00:02:16,158 --> 00:02:17,757
실험을 시작할 때에는

63
00:02:17,757 --> 00:02:20,370
질소와 수소가 많아서

64
00:02:20,370 --> 00:02:22,006
암모니아의 형성 진행이

65
00:02:22,006 --> 00:02:24,098
매우 빠릅니다.

66
00:02:24,098 --> 00:02:26,680
하지만 수소와 질소가 반응하고

67
00:02:26,680 --> 00:02:28,261
반응에 사용되면서

68
00:02:28,261 --> 00:02:29,883
반응은 점점 느려집니다.

69
00:02:29,883 --> 00:02:31,842
왜냐하면 용기 속의 질소와 수소가

70
00:02:31,842 --> 00:02:33,625
적어졌기 때문이지요.

71
00:02:33,625 --> 00:02:36,347
결국, 암모니아 분자들은

72
00:02:36,347 --> 00:02:38,058
질소와 수소로 분해되어 돌아가는

73
00:02:38,058 --> 00:02:41,339
지점에 도달하게 됩니다.

74
00:02:41,339 --> 00:02:43,063
좀 더 지나면 암모니아를 만들고 부숴지는

75
00:02:43,063 --> 00:02:45,588
두 종류의 반응이

76
00:02:45,588 --> 00:02:47,634
같은 속도에 도달하게 됩니다.

77
00:02:47,634 --> 00:02:49,341
이 속도가 같을때

78
00:02:49,341 --> 00:02:52,147
우리는 반응이 평행점에 도달했다고 합니다.

79
00:02:53,146 --> 00:02:55,280
이것은 보기에는 좋아보입니다.

80
00:02:55,280 --> 00:02:56,511
하지만 여러분이 많은 양의 암모니아를

81
00:02:56,511 --> 00:02:58,817
만들고 싶을때는 그렇지 않습니다.

82
00:02:58,817 --> 00:03:00,336
하버는 암모니아가 다시 분해되는

83
00:03:00,336 --> 00:03:01,855
과정을 원치 않았습니다.

84
00:03:01,855 --> 00:03:03,374
하지만 여러분이 밀봉된 용기에서

85
00:03:03,374 --> 00:03:04,865
분해되지 않도록 해도

86
00:03:04,865 --> 00:03:06,487
결국은 일어나게 됩니다.

87
00:03:06,487 --> 00:03:08,794
그래서 프랑스의 화학자인 앙리 르 샤틀리에가

88
00:03:08,794 --> 00:03:09,981
이 문제를 해결할 수있는 방법을

89
00:03:09,981 --> 00:03:11,271
발견했습니다.

90
00:03:11,271 --> 00:03:12,705
그가 발견한 것은

91
00:03:12,705 --> 00:03:14,590
평행상태에 있는 용기에

92
00:03:14,590 --> 00:03:16,296
어떤 것, 즉 질소와 같은 것들을

93
00:03:16,296 --> 00:03:17,723
더 넣어준다면

94
00:03:17,723 --> 00:03:18,715
분자들은 다시 평행상태로 돌아가기위해

95
00:03:18,715 --> 00:03:20,921
다시 반응을 하기 시작한다는 것 입니다.

96
00:03:20,921 --> 00:03:22,296
르 샤틀리에는 또한

97
00:03:22,296 --> 00:03:23,469
용기 속의 압력을 증가시키면

98
00:03:23,469 --> 00:03:25,596
용기 속의 분자들은

99
00:03:25,596 --> 00:03:26,761
원래의 압력으로 돌아가기위해서

100
00:03:26,761 --> 00:03:28,978
다시 계속 반응을 하게 된다는
것을 발견했습니다.

101
00:03:28,978 --> 00:03:30,675
마치 사람이 가득한 방에
있는 것과 비슷합니다.

102
00:03:30,675 --> 00:03:32,182
분자가 많아지면 많아질수록

103
00:03:32,182 --> 00:03:33,773
압력 또한 증가하게 되지요.

104
00:03:33,773 --> 00:03:35,529
다시 반응식을 보게되면

105
00:03:35,529 --> 00:03:37,532
우리는 왼편에서

106
00:03:37,532 --> 00:03:39,681
4개의 분자가 있는걸 볼 수 있습니다.

107
00:03:39,681 --> 00:03:41,776
그리고 오른편에는 2개만 있지요.

108
00:03:41,776 --> 00:03:44,278
결국, 분자가 덜 북적거리고,

109
00:03:44,278 --> 00:03:45,872
압력이 작은 방을 원하면

110
00:03:45,872 --> 00:03:46,779
질소와 수소 분자들은

111
00:03:46,779 --> 00:03:48,670
좀 더 작은 암모니아 분자가 되기 위해서

112
00:03:48,670 --> 00:03:51,804
그들끼리 결합을 하기 시작합니다.

113
00:03:51,804 --> 00:03:53,821
하버는 많은 양의 암모니아를

114
00:03:53,821 --> 00:03:55,100
만드는 방법을 깨닫고

115
00:03:55,100 --> 00:03:56,604
실제로 기계를 만들어

116
00:03:56,604 --> 00:03:59,600
평행상태에 있는 반응에

117
00:03:59,600 --> 00:04:01,438
압력을 증가시키면서

118
00:04:01,438 --> 00:04:03,314
질소와 수소를 계속해서 투입하는

119
00:04:03,314 --> 00:04:05,480
장치를 발명했습니다.

120
00:04:05,480 --> 00:04:08,030
오늘날에 암모니아는 전세계적으로

121
00:04:08,030 --> 00:04:10,313
가장 많이 생산되는 화합물 중 하나 입니다.

122
00:04:10,313 --> 00:04:14,891
연간 약 1.31억 톤,

123
00:04:14,891 --> 00:04:18,314
즉, 약 2900억 파운드의 암모니아가 생산됩니다.

124
00:04:18,314 --> 00:04:19,363
1만 파운드 몸무게의

125
00:04:19,363 --> 00:04:21,447
아프리카 코끼리가

126
00:04:21,447 --> 00:04:24,314
3억 마리 있는 것과 같습니다.

127
00:04:24,314 --> 00:04:28,087
80%의 암모니아는 비료 생산에 사용되고

128
00:04:28,087 --> 00:04:29,041
나머지 20%는

129
00:04:29,041 --> 00:04:30,937
산업용이나 가정용 청소용으로

130
00:04:30,937 --> 00:04:33,314
혹은 다른 질산과 같은

131
00:04:33,314 --> 00:04:35,265
질소 화합물을 만들기 위해 사용됩니다.

132
00:04:35,265 --> 00:04:36,345
최근에 연구에서 밝혀진 바로는

133
00:04:36,345 --> 00:04:38,837
비료에 들어있는 질소가

134
00:04:38,837 --> 00:04:41,147
반 정도는 식물에게 흡수되지 않는다고 합니다.

135
00:04:41,147 --> 00:04:42,977
결과적으로, 질소는 지구의

136
00:04:42,977 --> 00:04:44,642
물과 대기에서

137
00:04:44,642 --> 00:04:47,695
우리의 환경에 큰 손상을 입히는

138
00:04:47,695 --> 00:04:49,646
변덕스러운 화합물인것 이죠.

139
00:04:49,646 --> 00:04:51,475
물론, 하버가 처음 발명했을때

140
00:04:51,475 --> 00:04:53,095
이런 문제까진 알지 못했겠지요.

141
00:04:53,095 --> 00:04:54,773
그의 선구적인 발견을 따라서

142
00:04:54,773 --> 00:04:56,388
과학자들은 위험한 결과를 만들지 않고

143
00:04:56,388 --> 00:04:59,054
지금과 같은 수준의 식량생산을 할 수 있는

144
00:04:59,054 --> 00:05:01,029
21세기의 새로운 하버법을 만들기 위해서

145
00:05:01,029 --> 00:05:03,359
노력하고 있습니다.