암모니아와 물 분자 사이에 수소 결합

 

'암모니아 휘발(Ammonia Volatilization) https://infos.tistory.com/7347' 요소가 토양 표면에서 요소분해효소에 의해 암모늄(NH₄⁺)과 CO₃²⁻(OH⁻를 만들어 pH상승)이 만들어진다, 이 암모늄이 pH상승으로 인해 휘발성 암모니아(NH₃)가스로 변환되어 대기 중으로 손실되는 현상이다.

 

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D5c14요약 '암모니아와 물 분자 사이에 수소 결합 https://infos.tistory.com/7348' 암모니아 가스(NH₃)는 물(H₂O)과 매우 쉽게 결합한다. 결합으로 NH₄⁺와 OH⁻를 만들 수 있다. 만약 OH⁻가 높으면 OH⁻생성 방향에 역행한다(NH₃). NH₃분자 형태의 질소가 많아지면, 이 NH₃분자는 토양 용액이나 물의 표면을 통해 쉽게 대기 중으로 기화(휘발)되어 손실된다.

 

암모니아 가스(NH₃)는 물(H₂O)과 매우 쉽게 결합한다. 암모니아는 극성 분자(Polar molecule)이며, 물 분자(H₂O)와 마찬가지로 강한 극성을 띠고 있어 수소 결합(Hydrogen bond)을 형성할 수 있다. 이로 인해 암모니아는 물에 대한 용해도(Solubility)가 매우 높다.

 

물과의 반응 (수산화 암모늄 생성)

암모니아 가스가 물에 녹으면 가스가 아니라 수용액 상태의 암모니아와 수산화 암모늄(NH₄OH) 또는 암모늄 이온(NH₄⁺) 형태로 존재하게 된다.
반응식: NH₃(g) + H₂O <-> NH₄OH(aq)
이 수산화 암모늄은 수용액에서 다시 해리되어 암모늄 이온(NH₄⁺)과 수산화 이온(OH⁻)을 생성한다.
NH₄OH <- > NH₄⁺ + OH⁻
OH⁻(수산화 이온)이 생성되므로 암모니아 수용액은 약염기성(Weakly Basic)을 띈다.

만약 pH가 높으면, 평형은 OH⁻농도가 낮은 NH₃쪽으로 역행하게 된다. NH₃분자 형태의 질소가 많아지면, 이 NH₃분자는 토양 용액이나 물의 표면을 통해 쉽게 대기 중으로 기화(휘발)되어 손실된다.

 

농업적 의미 (토양에서의 역할)

암모니아의 높은 용해도는 토양 환경에서 매우 중요한 역할을 한다.

휘발 저감: 요소 시비 후 휘발되어 대기 중으로 상승하려던 NH₃가스라도, 토양 속의 수분(토양 용액)이나 작물 잎 표면의 수분에 닿으면 즉시 녹아 NH₄⁺형태로 재흡수될 수 있다.

휘발 손실 예방책: 이것이 바로 요소 비료를 뿌린 직후 관수(물을 주는 것)를 하거나 비가 오는 것이 암모니아 휘발 손실을 막는 가장 확실하고 효과적인 방법인 이유다. 물이 NH₃를 포집하여 토양으로 되돌리는 역할을 하기 때문이다.