[화학1] 화학과 인류 문명 - 암모니아 합성과 질소비료의 사용

[인류의 배고픔을 벗어나게 해준 암모니아]

암모니아

우선, 암모니아에 대하여 이야기하기 전에 알고 가야할 대상인 '질소'입니다.

질소는 대기 성분의 약 70%를 차지하고 있는 원소입니다.

이 질소는 사람이나 동물의 생장에 영향을 주는 영양소인 단백질을 구성하는데 아주 중요한 원소입니다.

사람이나 동물은 이 단백질을 스스로 합성할 수 없어 식물을 통해 단백질을 공급받아야 합니다.

교과서에서는  '질소순환'이라고 불리는 과정을 통해 식물이 질소를 흡수하는 경로를 설명하고 있습니다.

질소 순환

문제는 질소가 상당히 안정적인 성질을 가지고 있어 식물이 뿌리혹박테리아나 공중 방전 등 자연적인 경로로 질소를 흡수하는 양이 충분치 못합니다.

자연히 사람이나 동물이 식물을 통해 확보할 수 있는 단백질의 양도 적어지게 되죠.

암모니아가 중요한 이유가 바로 여기에 있습니다. 

암모니아는 식물에게 질소를 공급하는 '질소비료'의 원료가 됩니다.

즉, 암모니아를 대량생산할 수 있으면 질소비료를 대량생산하게 되고 재배하는 농작물에게 대량의 질소를 공급하게 되어 식량 생산량이 많아지게 됩니다.

자연스럽게 사람이 먹을 수 있는 식량의 늘어나고 섭취하는 단백질도 늘어나게 되어 사람의 수명, 건강 등의 향상에 큰 영향을 미치게 되는 것이죠.

암모니아의 대량 생산은 20세기 초반 독일의 과학자 하버에 의해 고안되고 이후 보슈라는 과학자가 보완을 하며 완성되었습니다. 

질소와 수소 분자를 고온 고압 상태에서 촉매를 집어넣어 반응 시키는 과정입니다.

하버보슈법

앞서 말한대로 하버-보슈 합성법으로 인해 질소비료의 대량 생산이 가능하게 되면서 인류는 만성적인 식량부족에서 벗어나게 되었습니다. 식량의 대량 생산과 이로 인한 식량 부족에서 벗어나게된 인류는 과학과 기술에 더 많은 노력을 기울이게 되면서 이전보다 더욱 향상된 기술적 진보를 성취하게 됩니다.