화합물 사전 - 암모니아(Ammonia)
Teledyne hastings 사의 Mass Flow Meter / Controller 를 이용해 가스 유량을 측정할 수 있는
가스 화합물의 종류에 대해 알아보는 시간입니다.
이번 시간에는 화학식 NH3 인 암모니아에 대해 알아보도록 하겠습니다.
화합물 설명
암모니아(Ammonia)는 실온에서 자극적인 냄새가 나는 무색의 가스로
일반인에게는 화장실 냄새로 익숙하지만 사실 가장 많이 생산되고 있는 무기 화합물 중 하나입니다.
우리가 단백질을 섭취하고 이를 분해하여 에너지를 얻는 과정에서 암모니아가 생성됩니다.
그런데 암모니아는 독성 물질이라 몸 속에 오랫동안 머물면 위험하기 때문에
포유류 및 양서류는 암모니아를 독성이 없는 요소라는 물질로 바꾼 후
신장에 저장해 두었다가 소변이나 땀 등의 형태로 몸 밖으로 배출시킵니다.
화장실의 암모니아 냄새는 우리의 몸 속에서 미처 요소로 바뀌지 못한 암모니아가
소변에 섞여 몸 바깥으로 배출되면서 나타나는 현상으로 화장실 청소를 통해 해결할 수 있습니다.
고대 이집트에서는 태양신 암몬의 사원 근처에서 염화암모늄(NH4Cl)이 산출되었는데,
이를 암몬의 염이라고 불렀고, 이것이 암모니아의 어원이 되었습니다.
인공적으로 생성된 것은 스코틀랜드의 화학자
조셉 블랙(Joseph Black)에 의해 1756년에 처음 이루어 졌으며,
대량 생산 공정은 독일의 화학자인 프리츠 하버(Fritz Haber)와 칼 보슈(Carl Bosch)에 의해
1913년 개발된 하버-보슈법에 의해 처음 생산되었습니다.
하버-버슈법은 철을 촉매로 해 고온과 고압에서 수소와 질소로부터 암모니아를 합성하는 방법입니다.
또한 암모니아는 자연 상태에서 대기중에 소량이 포함되어 있으며,
세균에 의한 질소 유기물 분해로 인해 토양에도 포함되어 있을 수 있습니다.
암모니아는 2014년 기준 전세계적으로 약 1억7600만톤이 생산되었는데,
그중 약 88%가 합성 비료의 재료로 사용되었으며 그 외에는 소독제 공업용으로 사용되었습니다.
질소는 식물이 자라는데 필수요소 중 하나로, 자연적으로는 토양 속의 세균이 공기 중의 질소를
질소 화합물로 고정하는 질소 고정이 일어나고, 이를 통해 식물을 질소를 흡수할 수 있게 됩니다.
하지만 토양 속에 자연적으로 발생할 수 있는 질소는 한정적이기 때문에
흔히 말하는 토지력이 부족하게 되고 현대와 같이 많은 양의 작물을 재배할 수가 없게 됩니다.
따라서 비료를 이용해 인공적으로 질소를 보충해 줄 필요가 있는데,
질소와 암모니아로 이루어진 질산암모늄 비료는 토양에 질소 공급원으로 작용해
작물에 필요한 질소를 공급해줘 작물의 생산량을 극대화 시킬 수 있게 됩니다.
암모니아는 냉매로도 사용이 가능해 프레온이 등장하기 이전 냉장고의 냉매로 사용되었으며,
비료로 사용되는 질산암모늄은 폭발력이 강해 폭약으로 사용이 가능하기도 합니다.
암모니아는 부식성이 있고 삼키거나 흡입할 경우 화상과 함께 사망에 이를수도 있습니다.
또한 피부 접촉시 심각한 염증 또는 3도 화상을 유발할 수 있기 때문에 취급시 유의해야 합니다.
영어 이름 : Ammonia
한글 이름 : 암모니아
화학식 : NH3
질량 : 17.031 g/mol
밀도 : 0.769 g/L (STP : 0℃, 760 Torr 기준)
녹는점 : -77.73℃
끓는점 : -33.34℃
구조식
Wetted Material
가스 화합물의 종류에 따라 Mass Flow Meter / Controller 의 가스 접촉부 재료가 달라져야 하기 때문에
유량 측정을 위한 MFC 를 선택하기 전, 항상 가스 혼합물에 대한 Wetted Material 을 참고해야 합니다.
매우 만족(Excellent)
316 Stainless, Steele, Monel, ChemRaz(505), Buna-N, Kalrez, TFE, Neoprene
좋음(Good, Most Conditions)
Aluminum, Zytel(Nyl6.6), Polyethylene
좋지 않음(Fair, Limited Life, Restricted Conditions)
없음
만족스럽지 않음(Unsatisfactory)
Brass, Viton
사용 불가(Unserviceability)
Constantan, Sn/Pb, Indium, Nickel, Nylon, Delrin
Teledyne Hastings 사의
Mass Flow Meter / Controller 는
다양한 종류의 가스 유량 측정이 가능하며,
각각의 가스에 맞는 Wetted Material 을 사용하여
높은 정확도의 유량 측정이 가능합니다.
가스 혼합물 및 사용 가능한 Wetted Material,
그리고 Mass Flow Meter / Controller 에 대한 문의는 아래의 링크를 참고하시기 바랍니다.
참고
위키피디아 : https://en.wikipedia.org/wiki/Ammonia
https://en.wikipedia.org/wiki/Ammonia_production
https://en.wikipedia.org/wiki/Haber_process
지식백과 : http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1123159&cid=40942&categoryId=32261
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=2300001&cid=42419&categoryId=42419
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3576412&cid=58949&categoryId=58983
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=515045&cid=42407&categoryId=42407