하버법

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하버법프리츠 하버가 발명한 암모니아 합성 공법을 말한다. 하버법으로 인해 19세기 유럽에서 일어났던 식량문제를 해결할 수 있었다.

배경[편집]

19세기 말 인류는 ‘식량부족’이라는 어두운 그림자에 둘러싸여 있었다. 세계 인구는 15억 정도로 크게 늘어났지만 농업생산성은 더 이상 향상되지 않았던 것이다. 토머스 로버트 맬서스는 《인구론》에서 "식량은 산술급수적으로 증가하는 반면 인구는 기하급수적으로 팽창한다"고 주장했는데, 이는 마치 예언처럼 여겨졌다. 이러한 배경에서 당시의 과학계에서는 화학비료를 개발하여 전 세계의 인구를 먹여 살리는 것이 중요한 과제로 떠올랐다. 그것은 독일의 화학자인 프리츠 하버가 1909년에 공기 중의 질소로 암모니아를 합성하는 데 성공함으로써 해결되기 시작했다.[1]

반응식[편집]

암모니아는 다음과 같은 화학반응식으로 생성된다.

3H₂(g)+N₂(g)→2NH₃(g)+에너지

그러나, 이 반응은 대기중의 질소가 매우 안정한 물질이기 때문에 고온, 고압의 철 계통의 촉매가 있어야 한다. 촉매를 사용하여 약 200기압, 4~500℃에서 반응이 진행, 암모니아를 만든다. 이를 하버법, 혹은 하버-보슈법이라 한다. 하버는 처음에는 철을 사용했으나 좋은 수득률을 얻는데에는 실패하고, 이후 오스뮴을 사용해 좋은 성과를 얻는다. 현대에는 철에 기반한 촉매를 여전히 사용한다.[2]

이렇게 생성된 암모니아는 질산, 황산과 혼합하여 질산암모늄이나 황산암모늄을 만든다. 이로써 비료를 만들어 식량문제를 해결하였는데, 하버와 보슈는 이 업적으로 하버는 1918년, 보슈1931년에 노벨화학상을 수상했다.

각주[편집]

  1. 여인형 동국대학교 화학과 명예교수 (2020년 4월 7일). “프리츠 하버와 암모니아 합성”. 한국화학연구원. 2020년 12월 12일에 확인함. 
  2. 여인형 동국대학교 화학과 명예교수 (2020년 4월 7일). “프리츠 하버와 암모니아 합성”. 한국화학연구원. 2020년 12월 12일에 확인함.