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에어백의 화학적 원리 목록

먼저 자동차가 충돌했을 때 어떤 화학적 원리에 의해서 에어백이 사람을 보호해 줄수 있는지에 대해서 알아보겠습니다. 자동차 운전자용 안전장치인 에어백내에서는 충돌시 다음과 같은 반응이 일어나 질소 기체를 발생시키므로 운전자를 보호하게 됩니다.
2NaN3(s) → 2Na(s) + 3N2(g), 이 반응식에서 보듯이 에어백을 순간적으로 부풀리는데 사용하는 물질은 나트륨과 질소로 이루어진 화합물인 아지트화나트룸(NaN3)이라는 물질입니다. 이 화합물은 350℃ 정도의 높은 온도에서도 불이 붙지 않으며, 충돌이 일어날 때 폭발하지 않습니다. 그러나 산화철이라는 화합물을 섞어 놓으면 충돌시에 충돌센서 내의 스위치가 작동하여 밧데리의 전류가 핸들 후면에 위치한 기체발생장치 내의 점화기를 작동시켜 순간적으로 높은 열이 발생하여 불꽃이 생깁니다. 아지드화나트륨에는 질소가 무게 퍼센트로 65% 포함되어 있는데, 충돌시에 생성된 불꽃에 의해 0.03초 이내에 화합물들이 분해되면서 많은 양의 질소기체가 발생됩니다. 발생된 질소 기체는 압력이 낮은 에어백 속으로 들어가 에어백을 부풀리게 하고 시간이 지나면 에어백에 있는 아주 작은 수많은 구멍을 통해서 질소 기체가 확산되어 빠져나가게 되므로 에어백은 본래의 상태로 되돌아가 다시 사용할 수 있게 되는 것입니다. 그런데 발생하는 기체의 부피가 너무 작거나 너무 많을 경우에는 안전장치로서의 기능을 발휘할 수 없게 됩니다. 그럼 여기서 얼마만큼의 NaN3 가 얼마만큼의 질소기체를 생성하게 되는지 알아보자 상온에서 질소기체의 밀도가 0.916g/L 일 때, 이론적으로 NaN3 1g이 발생시키는 질소기체의 양은 705㎖가 됩니다. 이것으로 원하는 질소기체의 부피에따라 필요한 아지드화 나트륨의 양을 알수 있게 됩니다.

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