Stone 박사: 백금이 질산을 생성하는 방법

Senku는 백금을 사용하여 질산과 재생액을 무제한으로 공급할 수 있다고 말합니다. 여기에 그 뒤에 있는 기초 과학이 있습니다.

Dr. Stone 시즌 2가 끝날 무렵, 과학 왕국은 유일한 질산 공급원인 기적의 동굴을 잃었습니다. 이 화학물질이 없으면 그들은 재생액을 생산하는 유일한 알려진 수단을 잃게 됩니다. 하지만 센쿠에 따르면, 다가오는 보물섬에서 백금을 획득하면 질산을 원하는 만큼 생성할 수 있다고 한다.

센쿠가 말하는 것은 20세기 초 프리드리히 빌헬름 오스트발트(Friedrich Wilhelm Ostwald)가 개척한 오스트발트 프로세스(Ostwald process)입니다. 이는 일반적으로 비료와 폭발물 생산을 위한 원료로 질산을 생성하는 산업 공정으로 사용됩니다. 이는 일반적으로 Haber-Bosch 프로세스와 연관되어 있으며 나중에 이야기에서 관련성이 높아집니다. 그러나 지금으로서 중요한 것은 Ostwald 프로세스와 백금이 이를 어떻게 가능하게 만들 것인가입니다.

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Ostwald 공정의 첫 번째 단계는 암모니아의 산화입니다. 백금은 10% 로듐, 실리카 울, 구리 또는 니켈과 함께 공정의 촉매제로 사용됩니다. 과학왕국에는 아직 로듐이나 니켈이 없고, 실리카를 양모로 변환하지도 않았지만 구리는 풍부할 것입니다. 적절한 촉매가 있는 상태에서 암모니아를 산소와 함께 가열하면 일산화질소와 수증기가 생성됩니다. 공식은 4NH3 + 5O2 ← 4NO + 6H2O입니다.

여기에서 백금을 사용하지 않고도 질산을 형성할 수 있습니다. 일산화질소는 다시 산소와 반응하여 이산화질소(2NO + O2 ← 2 NO2)를 형성하고, 이 이산화질소는 물과 반응하여 묽은 형태의 질산(3NO2 + H2O -> 2HNO3 + NO)을 형성합니다. 추가 증류가 수행됩니다(4NO2+O2+2H2O->4HNO3). 최종 결과는 98% 질산의 수율입니다.

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백금과 같은 촉매는 화학 공정의 시작과 끝 부분에 존재하기 때문에 이론적으로는 무한정 사용할 수 있습니다. 그러나 실제로 촉매는 시간이 지남에 따라 품질이 저하되고 분해될 것으로 예상됩니다. 잔해를 주의 깊게 수집하여 원래 형태로 다시 만드는 경우에만 재사용할 수 있습니다. Stone 박사는 백금 촉매의 이러한 측면을 자세히 다루지는 않지만 실용적인 목적을 위해 실제 과학을 염두에 두는 것이 여전히 중요합니다.

물론 이 모든 것은 과학왕국이 애초에 플래티넘을 성공적으로 획득했는지에 달려 있습니다. 그들은 플래티넘이 들어 있는 보물 상자를 찾아야 할 뿐만 아니라 잠재적으로 적대적인 섬 주민들을 상대해야 합니다. 만약 그들이 이러한 요소들을 적절하게 고려하고 이에 대비할 수 있다면, 무한한 부흥액을 얻는 새로운 수단은 그들만큼 좋을 것입니다.

Marc York은 CBR의 작가입니다. 만화, 비디오 게임, 영화에 대한 이해도를 가지고 있으며, 애니메이션과 만화에 관해서는 그의 진정한 전문성이 발휘됩니다. 그의 지식은 특히 Shonen Jump 배너 아래 타이틀과 관련된 애니메이션과 만화 산업의 과거, 현재, 미래로 퍼집니다. Marc는 또한 자신이 극장에서 본 영화에 대해 글을 쓰는 것을 좋아합니다. 이 기사는 공식적으로 게시된 기사는 아니지만 그의 Facebook 페이지(https://www.facebook.com/marc.york.7)에서 볼 수 있습니다.