7 N
  • NameNITROGEN (질소)
  • SymbolN
  • Atomic No.7
  • Atomic weight14.0067
Properties (물성)견적문의
  • Melting Point-209.86℃
  • Boiling Point-195.82℃
  • Density1.2507 g/l
  • Electronegativity3.0 Pauling's
  • Critical Temperature-147.2℃
  • Critical Pressure33.5atm

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주기율표 제15족에 속하는 비금속원소. 1772년에 J.프리스틀리가 일정량의 공기 중에서 숯을 태우면 그 공기의 약 5분의 1이 이산화탄소(탄산가스)로 되고, 나머지는 연소와 관련없는 기체임을 발견하였다. 또 77년에 K.W.셸레도 공기가 주로 두 종류의 기체로 구성되어 있음을 발견하였다. 이 기체는 89년에 A.L.라부아지에에 의해서 처음으로 명명되었다. 라부아지에는 공기에서 산소를 제외한 기체 중에서는 호홉할 수 없는 사실에서 부정을 뜻하는 a와 생명을 지속한다는 뜻의 zotikos로부터 이 기체를 azote라고 명명하였다. 독일어 Stickstoff나 우리말의 질소도 여기에서 유래한다. 또한 같은 시대에 J.A.C.샤프탈은 질소가 초석의 주성분인 사실로부터 초석을 뜻하는 라틴어 nitrum과 생성한다는 뜻인 그리스어 gennao에 의해서 nitroge이란 명칭을 제안하였고 이것으로부터 영어의 nitrogen이 생겼다. 대기 중의 성분으로는 가장 많은데 부피로 78 %, 무게로 75.5 %에 달한다. 또 해수·암석 등에도 광범위하게 존재한다. 자연계에 있어서 질소는 공기 중의 가스상질소를 비롯해서 질산·암모니아와 같은 화합물로부터 단백질·핵산(核酸)에 이르기까지,구조가 간단한 것에서부터 복잡한 것까지 다수 존재하고 생체(生體)와 깊은 관계를 가지고 순환하고 있다. 이것을 질소순환(窒素循環)이라 한다. 즉, 토양 중의 간단한 질소화합물은 식물에 의해서 단백질, 그 밖에 복잡한 것으로 변하고 동물이 식물을 섭취할 때 함께 섭취한다. 나아가 동식물의 시체나 배출물 중의 단백질은 부패미생물에 의해서 환원되어 다시 식물체 내로 흡수되어 간다.

 

 <성질> 무색·무미·무취의 기체로 액체나 고체상태에서도 무색이다. 임계온도 -147.09 ℃,임계압력 33.5 atm이다. 0 ℃, 0.1 atm에서 1ℓ의 물에 23.6 mℓ 녹는다. 산소보다 물에 녹기 어렵다. 상온에서는 화학적으로 비활성이며, 연소를 돕지 않고 호흡을 조장하지 않지만 유독하지는 않다. 고온에서는 다른 원소와 직접 반응하여 암모니아·산화질소 등 많은 질소화합물을 만든다.

 

 <제조법> 공업적으로는 공기를 액화시킨 액체공기로부터 분류(分溜)에 의해서 얻는 방법(액화법+분별증류)이 널리 이용되고 있다. 실험실에서는 아질산암모늄의 진한 용액 NH4NO2, 또는 염화암모늄과 아질산나트륨의 혼합물을 약 70 ℃로 가열하여 얻는다.

 

NH4NO2 → 2H2O+N2

 

또한 공기 중의 질소를 분리·고정시켜서 질소화합물을 만드는 공업을 질소공업이라 한다. 질소의 광물자원으로서는 칠레초석이 유명하지만 19세기 말엽에 공중질소고정법(空中窒素固定法)이 발명되어 칠레초석의 공업적 가치는 떨어졌고 질소공업은 공중질소고정공업을 뜻하게 되었다.

 

 <용도> 수소와 반응시켜 암모니아를 만드는 암모니아합성에 가장 많이 사용되며, 암모니아로부터 질산·비료·염료 등 많은 질소화합물이 제조된다.질소 기체는 상온에서 화학적으로 비활성인데 이를 이용하여 산소와 습기를 제거하는 블랭킷·희석제로 사용된다. 또한 액체질소는 냉각제로 사용된다.

 

 

 

 

 

 

 

 

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