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암모니아 합성

하버 하버법 암모니아합성 질소비료
by

하은 이

on 12 November 2012

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Transcript of 암모니아 합성

질소비료 와 암모니아합성 질소비료의 사용 오늘날 우리는 농사를지을때 화학비료들을 사용하고있다.
이는 자연중에서 얻기힘든 화합물들을 화학비료로 제공해줌으로
농업생산률을 높이기 위함이고 이로인해 우리는 밥을 잘 먹고있다.
질소비료의 사용으로 식량부족 문제가 해결됨을 알고
중요한 역할을 했던 암모니아 합성법인 하버법(하버 보슈법) 을 알아보자. 19세기 유럽의 폭발적인 인구증가는 자연스레 식량문제를 야기했다. 땅속의 질소 화합물은 식물이 자라는데 필수요소인데 자연에 존재하는 공기속 질소는 안정된 상태여서 식물이 흡수하기에 좋은 상태가 아니었다. 질소고정 공기중에서 질소분자를 식물이나 화학공업에
필요한 질소화합물로 변화시키는과정 1.번개와 같은 고온 상태에서의 질소 고정 공기 중의 질소가 일산화질소나 이산화질소를 거쳐 질산이나 질산염으로 고정된다 2.박테리아에 의한 질소고정 뿌리혹 박테리아 와 같은 박테리아의 도움으로 공기중의 질소가 단백질이나 다른질소를 포함하는 유기물로 고정된다 3.암모니아 합성법 하버법(=하버보슈법) 하버 (1868~1934) 독일의 화학자
브레슬라우 태생
1812년 카이저 빌헬름 연구소의
초 물리화학연구소장이 되었으며
화학 연구소장과 베를린 대학교수를 겸했다
공중질소 고정법을찾아내었고
이 발견으로 1918년 노벨화학상을 수상하다
공기로 빵을 만드는 화학자 수소와 질소를 촉매(산화철)와 함께 고온,고압의 환경에서 반응 시켜 암모니아를 얻는 방법
주로 550도,200atm(기압)에서 이루어지고, 촉매로는 산화철과 세륨,크로뮴이 이용된다
주로 석유 화학계열의 탄화수소를 수증기와 고온에서 촉매를 이용해서 분해시켜 수소와 일산화탄소를 만듭니다. 여기서 CO는 다시 수증기와 반응시켜 이산화탄소와 수소로 바꾸어집니다. 수소와 혼합가스를 이산화탄소 흡수장치로 이산화탄소를 분리합니다.
그러면 불순물로 남는 일산화탄소와 이산화탄소 그리고 대부분이 수소인 가스가 만들어집니다.
이 가스에서 불순물을 복잡한 방법(탄산동액세척등)으로 불순물을 거의 완벽하게 제거하여
순도높은 수소를 만듭니다. 1)질소의 제조 2)수소의 제조 주로 공기액화로 부터 얻어지는데 질소가 끓는점이 낮아서 먼저 분리되어 나옵니다.
순도높은 지소는 비교적 쉽게 얻어집니다. 3)암모니아의 합성 수소와 질소의 비율을 정확히 3:1(부피비=몰비)이 되어 혼합하여 150기압이상 1000기압정도의 고압에서 (온도 450~550도C)에서 철을 주성분으로 하는 촉매를 충진한 합성탑에서 반응을 합니다.
이때 비율이 3:1 이 조금만틀려도 반응이 잘 안된다고 합니다.
원료중의 불순물은 매우 악영향을 주므로 거의 없어야 되며(촉매독) CO는 10ppm 미만이어야 한다고 합니다.
촉매로는 4.3산화철에 소량의 촉진제 (K2O,Al2O3, CaO, SiO2 등)을 가한것이 사용됩니다. 인공적인 질소 고정은 곧바로 농업혁명으로 이어져
작물재배에 필요한 질소화합물이 대량 으로 공급되었다. 프리츠 하버(Fritz Haber, 1868~1934, 좌)와 카를 보슈(Carl Bosch,1874~1940, 우) 암모니아 합성법의 득과 실 득 실 ●농업생산량을 늘려주었다
●식량부족 문제를 해결해 주었다 ●질소에 과다 노출된 식물은 병충해에 쉽게 노출된다
●질소과다 농산물은 인체에 매우 해로울수 있다
●질소순환계에 문제가 생긴다
●부영양화 -새로운 식물출현
-일산화이질소의 배출 강이나 바다 등 수중생테계에 영양물질이 많이 쌓여서 조류의 급격히 증식하는 현상
이로인해 해수의 색이 변한다. 끝 1조
이하은
김민성
이성원
이찬성 1조
이하은
김민성
이성원
이찬성 끝~ 하버(1868-1934) 독일의 화학자
브레슬라우 태생
1918년 암모니아의 합성으로
노벨 화학상을 받았다.
공기로 빵을 만드는 화학자
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