5. N2 purging

대학원 연구를 하면서 N2 purging(질소 퍼징)이라고 하는 실험을 자주 접할 수 있었는데요, 

질소 퍼징의 목적과 기본적인 원리를 알고자 공부해서 정리한 게시글 입니다 :) 

 

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N2 purging

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1. N2 purging이란?

 

질소 퍼징이라고 하며, 일반적으로 질소를 넣어주어

기본 대기중의 산소 조건을 바꾸어주는 과정을 말합니다.

 

 

고등학교 수학의 내용에서, 공기중에 가장 많이 포함되어 있는 기체는 질소라는 사실을 다들 아실텐데요.

 

일반적으로 공기중의

약 78%를 질소가

차지하고 있고, 나머지 22% 중에서

21%를 산소와,

그외의 것들이 뭉쳐서

공기중에 섞여 있습니다.

 

여기에서 공기중의 대부분을 차지하는 산소와 질소를 비교해보면,

산소는 여러가지의 원소들과 반응해서 끊임없이 사라지고,

질소는 안정적으로 유지되어 없어지지 않고

남아있는 성질을 가지고 있습니다. 

 

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2. 질소의 특징

 

이는 질소 분자의 특징 덕분인데요, 

질소분자의 

 

N≡N 결합의 E

 

가 다른 두 원자간 결합 에너지들에 비해

상대적으로 매우 크기 때문에 (942KJ/mol),

 

반응성이 거의 없어 대부분의 물질과 반응하지 않게 됩니다. 

 

 

질소 기체 https://www.kockoc.com/newgari/1134672

 

이러한 질소는 실험실에서도 다양한 방식으로 사용되는데,

대표적으로 액체 질소가 있습니다.

 

질소를 영하 196℃로 냉각하여 액화시킨 액체질소는

실험실에서 여러 재료들의 얼림을 목적으로 주로 사용이 됩니다. 

 

 

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3. Purging의 목적

 

다시 본론으로 돌아가서, 그렇다면 우리는 왜 질소 퍼징을 해야 할까요?

 

그건 바로 공기중의 산소를 모두 질소로 바꾸어주기 위함입니다.

 

앞서 말씀드렸듯이 산소는 반응성이 높기 때문에

다른 화학물질들을 쉽게 산화시킬 수가 있습니다. 

 

사실상 거의 모든 물질과 결합해 산화물을 형성할 수 있고,

이와 동시에 상당히 큰 Energy를 만들어내게 됩니다.

 

그리고!.!

 

이러한 산소에 의한 산화 과정은 실험에 있어서

의도치 않은 문제를 가져올 수 있습니다.

 

특히 저희 연구실에서 진행하는 gelation 실험은

실온이 아닌 37℃의 온도에서 solution의 gelation 실험을 진행하는데요, 

 

높은 온도의 조건을 설정해 준 상태에서

solution 속의 여러 물질들이 산소와 반응을 하게 된다면

예상하지 못했던 여러가지 다른 물질이 만들어지거나,

 

다른 반응이 발생해

background noise

가 발생할 가능성이 있습니다. 

 

 

무튼 이러한 이유로 인해서 우리는 N2 purging을 해야 하는 것이지요 :D

 

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참고 사이트 및 문헌

1. [General] 질소 퍼지 (N2 Purging) : https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=dohyuni1018&logNo=80057841926 

[General] 질소 퍼지 (N2 Purging)

2. Librewiki.net.O2&N2 : https://librewiki.net/wiki/%EC%82%B0%EC%86%8C