[ 편집본] 하버파 합성 암모니아의 발명가
Fritz Haber 1868 1934
허블을 칭찬하는 사람은 천사로 인류에게 풍작과 기쁨을 가져다주고 공기로 빵을 만드는 성인이라고 말했다. 그를 저주한 자가 말하길 그는 악마라 인간에게 재앙과 고통과 죽음을 가져오며 첨예하게 대립하고 확연히 다른 평가를 내리며 한 사람을 가리켜 경악함을 자아낸다 하더라. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 믿음명언) 허블의 공로는 과연 어떠한가, 그리고 이 화학자가 평생 걸어온 휘황찬란하고 험난한 길을 보고 있다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 지혜명언)
[ 편집본] 허블과 노벨화학상 < P > 이 노벨화학상 기록을 뒤져보면 1916-1917 년에는 시상이 없었다는 것을 알 수 있다. 이 기간 동안 유럽은 제 1 차 세계대전을 겪고 있었고, 1918 년에는 상을 받았고, 화학상은 독일 화학자 허블에게 수여됐다. 이것은 과학자들의 의론을 불러일으켰고, 영국과 프랑스 등의 일부 과학자들은 허블이 이 이 영예를 받을 자격이 없다고 공개적으로 반대했다. 도대체 왜 그럴까요? < P > 농업이 발전함에 따라 질소 비료에 대한 수요가 급속히 증가하고 있다. 19 세기 이전에는 농업에 필요한 질소 비료의 원천은 주로 배설물, 씨앗떡, 녹색비료와 같은 유기물의 부산물에서 나왔다. 189 년 칠레에서 큰 질산나트륨 광산지가 발견되어 곧 채굴되었다. 한편, 이 광산이 제한되어 있기 때문에, 군사공업에서 다이너마이트를 생산하는 데는 대량의 질산염이 필요하기 때문에 질소 비료 공급원을 해결하는 데는 다른 방법이 필요합니다. < P > 일부 선견지명이 있는 화학자들은 미래의 식량 문제를 감안하여 후손들이 굶주림에서 벗어날 수 있도록 과학자들이 대기 질소 고정을 실현할 수 있기를 희망해야 한다고 지적했다. 따라서 공기 중의 풍부한 질소를 고정시켜 이용할 수 있는 형식으로 전환한 것은 2 세기 초에 많은 과학자들의 주목을 받고 관심을 받는 중대한 과제가 되었다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 허블은 합성 암모니아의 공예 조건 실험과 이론 연구에 종사하는 화학자 중의 하나이다. < P > 질소, 수소를 원료로 사용하여 암모니아를 합성한 공업화 생산은 1 차 실험실 개발에서 공업화 생산에 이르기까지 약 15 년의 시간을 거쳤다. 1795 년에는 대기압에서 암모니아 합성을 시도했고, 나중에는 5 개의 기압에서 실험을 하다가 모두 실패했다. 19 세기 후반, 물리 화학의 거대한 진전은 질소와 수소 암모니아의 반응이 되돌릴 수 있다는 것을 깨닫게 하고, 압력을 높이면 반응이 암모니아를 생성하는 방향으로 밀려나게 된다. 온도를 높이면 반응이 반대 방향으로 이동하지만, 온도가 너무 낮고 반응 속도가 너무 작아진다. 촉매제는 반응에 중요한 영향을 미칠 것이다. 이것은 실제로 암모니아 실험에 대한 이론적 지침을 제공한다. 당시 물리화학의 권위, 독일의 네스터는 질소와 수소가 고압 조건에서 암모니아를 합성할 수 있다는 점을 분명히 밝히고 실험 데이터를 제공했다. 프랑스의 화학자인 르샤틀리는 처음으로 고압 합성 암모니아를 시도하는 실험을 했지만 질소수소와 가스가 산소에 섞여 폭발을 일으켜 이 위험한 실험을 포기했다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 화학자, 화학자, 화학자, 화학자, 화학자, 화학자, 화학자, 화학자) 물리 화학 연구 분야에서 좋은 기초를 가진 허블은 이 무서운 난제를 극복하기로 결심했다. < P > 허블은 먼저 일련의 실험을 진행하여 합성 암모니아의 최적의 물리 화학 조건을 탐구했다. 실험에서 그가 얻은 어떤 데이터는 네스터의 데이터와 다르다. 그는 권위를 맹목적으로 따르는 것이 아니라 실험에 의지하여 검증하여 마침내 네스터의 계산이 틀렸다는 것을 증명했다. 영국의 한 학생인 로센노의 도움으로 허블은 고압 실험에 적합한 장치와 합성 암모니아를 설계하는 데 성공했다. 이 과정은 뜨거운 코크스 위에 수증기를 불어 거의 같은 양의 일산화탄소와 수소의 혼합가스를 얻을 수 있다는 것이다. 그 중 일산화탄소는 촉매제의 작용으로 수증기와 더 반응하여 이산화탄소와 수소를 얻는다. 그런 다음 혼합 가스를 일정 압력 하에서 물에 녹이고 이산화탄소가 흡수되면 비교적 순수한 수소를 만들 수 있다. 또한 수증기와 적당량의 공기를 섞어서 홍열의 숯을 통해 공기 중의 산소와 탄소가 일산화탄소와 이산화탄소를 발생시켜 흡수되어 필요한 질소를 얻는다. < P > 질소와 수소의 혼합가스는 고온고압의 조건 및 촉매제의 작용으로 암모니아를 합성한다. 하지만 어떤 고온과 고압 조건이 가장 좋습니까? 어떤 촉매제가 가장 좋습니까? 이것은 또한 많은 노력을 들여 탐구해야 한다. 쐐기를 박은 정신으로 끊임없는 실험과 계산을 거쳐 허블은 마침내 199 년에 고무적인 성과를 거두었다. 이것은 6C 의 고온, 2 개의 기압, 텅스텐을 촉매제로 하는 조건 하에서 약 8% 의 암모니아를 얻을 수 있는 조건이다. 8% 의 전환율은 그리 높지 않다. 물론 생산의 경제적 이익에 영향을 미칠 것이다. 허블은 암모니아 반응이 황산 생산만큼 높은 전환율에 도달할 수 없다는 것을 알고 있으며, 황산 생산에서 이산화황 산화반응의 전환율은 거의 1% 에 육박한다. 어쩌죠? 허블은 반응 가스가 고압에서 순환되어 이 순환에서 끊임없이 반응으로 생성된 암모니아를 분리할 수 있다면 이 과정이 가능하다고 생각한다. 그래서 그는 원료가스의 순환공예를 성공적으로 설계했다. 이것이 합성 암모니아의 허블법입니다. < P > 실험실을 나와 공업화 생산을 진행하면 여전히 힘든 노동을 해야 한다. 허블은 그가 디자인한 공예 과정을 특허를 출원한 뒤 독일 최대 화공업체인 바덴아닐린과 소다회 제조회사에 맡겼다. 이 회사는 원래 전기 아크법으로 산화질소를 생산한 후 합성 암모니아를 생산하는 방법을 채택할 계획이다. 2 상 비교에서는, 회사는 즉각 원래의 계획을 취소하고, 화공 전문가인 포시를 비롯한 엔지니어링 기술자를 조직하여 허블의 설계를 실행에 옮겼다. < P > 우선, 허블의 공예 과정에 따르면, 그들은 비교적 합리적인 방법을 찾아 대량의 값싼 원료인 질소, 수소를 생산했다. 실험을 통해, 그들은 플루토늄이 매우 좋은 촉매제라는 것을 깨달았지만, 공기와 접촉할 때 휘발성 사산화물로 변하기 쉬우며, 이 희귀한 금속은 세계에서 매장량이 매우 적기 때문에 가공하기가 어려웠다. 허블이 제안한 두 번째 촉매제는 우라늄이다. 우라늄은 비싸고 미량의 산소와 물에 민감하다. 효율적이고 안정적인 촉매제를 찾기 위해 2 년 동안 그들은 최대 65 회의 실험을 하고 25 가지의 다른 레시피를 테스트한 뒤 납이 함유된 마그네슘 촉진제의 철촉매제를 선정했다. 적용 가능한 고압 설비를 개발하는 것도 공예의 관건이다. 당시 2 개의 대기압을 견딜 수 있었던 저탄소강은 수소의 탈탄 부식을 두려워했다. 포시는 여러 가지 방법을 생각해 보았는데, 결국 저탄소 강철의 반응관에 숙철된 마을을 추가하기로 결정하였습니다. 숙철은 강도는 없지만 수소의 부식은 두렵지 않았기 때문에 문제를 해결할 수 있었습니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 성공명언) < P > 허블의 합성 암모니아에 대한 구상은 마침내 1913 년에 실현되었고, 닛산 3 톤의 암모니아 공장이 건설되어 생산에 들어갔다. 이때부터 합성 암모니아는 화학공업에서 발전이 비교적 빠르고 매우 활발한 부분이 되었다. 암모니아 생산 방법의 창설은 고정 질소를 얻는 방법을 개척했을 뿐만 아니라, 더 중요한 것은 이 생산 공정의 실현이 전체 화학공정의 발전에 큰 영향을 미쳤다는 것이다. 암모니아 합성 암모니아의 연구는 정확한 이론지도에서 나온 것이고, 반대로 암모니아 생산 공예의 연구는 또 과학이론의 발전을 촉진시켰다. 합성 암모니아 공업 생산의 실현과 그 연구가 화학 이론 발전에 대한 추진을 감안하여 노벨 화학상을 허블에게 수여하기로 결정한 것은 옳다. 허블이 이 상을 받는 것도 부끄럽지 않다.
[ 이 단락 편집] 제 1 차 세계대전의 허블 < P > 일부 영국, 프랑스 과학자들은 허블이 노벨상을 받을 자격이 없다고 생각하는 이유는 무엇일까? 어떤 사람들은 암모니아 공업이 없다면 독일에는 충분한 무기 비축이 없을 것이며 군대는 제 1 차 세계 대전을 벌일 엄두가 나지 않을 것이라고 생각했었다. (윌리엄 셰익스피어, 오셀로, 전쟁명언) 암모니아 공업이 있으면 암모니아를 질산염으로 산화시켜 화약 생산을 보장할 수 있다. 그렇지 않으면 칠레의 질석에만 의존하면 화약은 보장할 수 없다. 물론, 일부 과학적 발명품은 정의롭지 않은 전쟁에 사용되었고, 과학자들은 직접적인 책임이 없다. (존 F. 케네디, 과학명언) 영국, 법과학계의 허블에 대한 비난은 제 1 차 세계대전에서 허블의 표현에 더 집중되었다.
196 년 허블은 칼스루아 대학의 화학교수가 되었고, 1911 년 베를린 근교에 있는 윌리엄 물리화학 및 전기화학연구소 소장으로 재임했으며 베를린대 교수로 겸임했다. 1914 년 세계대전이 발발하자 민족 사문주의가 선동한 맹목적인 애국 열정이 허블을 고쟁의 소용돌이에 깊이 휘말리게 했다. 그가 이끄는 실험실은 전쟁을 위해 봉사하는 중요한 군사 기관이 되었다. 허블은 전쟁에 필요한 재료의 공급과 연구, 특히 전쟁 독가스 개발에 착수했다. 그는 독가스 공격이 전쟁을 끝내고 전쟁 시간을 단축하는 좋은 방법이라고 잘못 생각하여 대전 중 독일이 독가스전을 실시하는 과학 책임자를 맡게 되었다. (윌리엄 셰익스피어, 독가스, 독가스, 독가스, 독가스, 독가스, 독가스, 독가스, 독가스) < P > 하두려움의 건의에 따르면 1915 년 1 월 독일군은 산소를 담은 강철병을 진지 최전방에 놓고 바람을 이용해 염소를 적진으로 날려보냈다. 첫 야외 실험이 성공하였다. 그해 4 월 22 일 독일군이 발동한 이프레이 전투에서 6 킬로미터 폭의 최전방 진지에서 독일군은 5 분 안에 18 톤의 염소를 방출했고, 약 1 인 높이의 황록색 독가스는 봉세를 타고 지면을 따라 영법진지 (염소 비중이 공기보다 커서 하층에 가라앉아 지면을 따라 이동함) 로 돌진해 참호로 들어가 체류했다. 이 독성 파도로 영법군은 비강과 인후통을 느꼈고, 뒤이어 어떤 사람들은 질식사했다. 이렇게 영국과 프랑스 병사들은 놀라서 당황하여 사방으로 도망쳤다. 영국과 프랑스 군대에는 약 15, 명이 중독된 것으로 추산된다. 군사사상 처음으로 대량살상무기를 사용한 현대화학전의 시작이다. 이후 교전 양측이 모두 독가스를 사용했고 독가스 품종은 새로운 발전을 이루었다. 독가스로 인한 사상자는 독일 당국도 예측하지 못했다. 그러나 독가스를 사용하고 화학전을 벌여 유럽 각국에서 국민의 만장일치의 질책을 받았다. 과학자들은 더욱 이런 비인간적인 행위를 비난했다. 이 점을 감안하면 영국 프랑스 등 국가 과학자들은 당연히 허블노벨화학상 수여에 반대한다. 허블도 정신적으로 큰 충격을 받았고, 전쟁이 끝난 지 얼마 안 되어 전범으로 취급될까 봐 약 6 개월 동안 시골로 도피하는 것을 두려워했습니다.
[ 편집본] 만년의 기쁨과 슬픔
1919 년 제 1 차 세계대전은 독일의 실패로 끝났다. 전쟁이 끝난 후 얼마 동안 허블은 바닷물에서 금을 추출하는 방안을 설계했다. 이를 통해 협약국이 요구한 전쟁 배상금을 지불할 수 있기를 바랍니다. 유감스럽게도 바닷물의 금 함량은 당시 사람들이 생각했던 것보다 훨씬 적었다. 그의 노력은 동류할 수밖에 없었다. 이후 전쟁에 대한 반성을 통해 그는 모든 정력을 과학 연구에 쏟았다. 그의 탁월한 지도력하에 윌리엄 물리 화학 연구소는 세계 화학 연구의 학술 센터 중 하나가 되었다. 다년간의 과학연구 경험에 따르면, 그는 동료들을 위해 편견 없이 독립적으로 연구할 수 있는 환경을 조성하는 데 각별히 주의를 기울였으며, 연구에서 그는 이론 연구와 응용연구의 결합을 강조했다. 그의 연구소를 일류 과학 연구 단위로 만들어 수많은 높은 수준의 연구원을 양성하였다. 전쟁에서 남긴 불명예스러운 인상을 바꾸기 위해, 그는 각국 과학연구기관의 연락과 각국 과학자들의 우호적인 왕래를 강화하기 위해 적극적으로 노력했다. 그의 연구실 구성원의 거의 절반이 세계 각국에서 왔다. 우호적인 접대, 열정적인 지도는 과학계의 그에 대한 양해를 받았을 뿐만 아니라 그의 위망이 날로 높아지고 있다. 그러나 얼마 지나지 않아 비극이 다시 그에게 착륙했다. 허블은 1868 년 12 월 9 일 독일의 브리즈라우 (현재 폴란드의 플로츠와프) 에 있는 유대인 상인 가정에서 태어났다. 히틀러는 1933 년 독일 정권을 찬탈하고 파시스트 통치를 건립한 뒤' 유대 과학' 을 선임한 이른바 아리안 과학' 이라는 소극을 실시하기 시작했다. 허블은 저명한 과학자였지만 그는 유대인이기 때문에 다른 유대인들과 마찬가지로 잔혹한 박해를 받았다. 파시스트 당국은 과학과 교육부에서 모든 유대인을 해고하라고 명령했다. 프리츠 하버라는 위대한 화학자는 "Jew" 로 개명되었습니다. 하두려움' 은 유대인 허블이다. 그가 이끄는 윌리엄 연구소도 개편되었다. 허블은 1933 년 4 월 3 일 엄숙하게 이렇게 선언했다. "4 여 년 동안 나는 그들의 국적과 민족을 고려하지 않고 지식과 인품을 기준으로 나의 협력자를 선택해 왔다. 내 여생 동안 이렇게 온전하다고 생각하는 방법을 바꾸라고 하는 것은 내가 할 수 없는 일이다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 지혜명언) (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 지혜명언)." 그 후 허블은 그녀를 위해 수십 년 동안 열심히 봉사해 온 조국을 떠나 타향으로 떠돌아다녔다. 우선 그는 영국 케임브리지 대학의 초청에 응하여 보보 연구실에서 일했다. 4 개월 후, 이스라엘의 히프 연구소는 그를 그곳에 초빙하여 물리 화학 연구를 이끌었다. 하지만 히프 연구소로 가는 도중에 무서운 심장마비가 1934 년 1 월 29 일 스위스에서 사망했다. < P > 는 어쩔 수 없이 독일을 떠나야 했지만 독일 과학계와 인민은 그를 잊지 않았다. 그가 사망한 지 1 주년이 되는 날 독일의 많은 학회와 학자들이 나치의 방해에도 불구하고 집회를 조직해 위대한 과학자
[ 편집본] 허블의 노래 < P > 를 추모했다.
? 바로 다음 몇 달 동안, < P > 칠레로 가는 항로가 차단되었고, < P > 칠레의 질석과 구아노 공급원이 끊어졌다. < P > 당시 < P > 제 1 차 세계대전은 먹구름이 짙게 깔렸고, < P > 독일은 무기를 비축해야 했다.
는 허블
이 촉매의 기능을 장악했다