흑색화약의 구성과 제조, 그리고 최무선의 공헌
우리나라를 빛낸 100명의 위인 중 1인
Posted on 2025년 3월 22일 10:50 오후
흑색화약(검은 화약, Black Powder)은 세계 최초의 화학적 폭발물로, 전쟁의 양상을 근본적으로 바꾸어 놓은 물질이다. 그 구성은 다음의 세 가지로 이루어진다:
- 질산칼륨(KNO₃) — 산화제 역할
- 유황(S) — 연료 및 연소 촉진제
- 숯(목탄, C) — 연료
이 중 질산칼륨(염초, 소금 같은 결정체)은 흑색화약의 핵심이며, 가장 구하기 어려운 성분이었다. 자연적으로는 동물 배설물(특히 오줌)이 스며든 흙, 또는 썩은 식물 퇴비 등에 존재하며, 이를 끓이고 정제하여 얻는다.
염초의 과학적 원리
오늘날 우리는 질산칼륨이 질소(N) 기반 화합물이라는 것을 알고 있으며, 이는 질소 순환(nitrogen cycle) 속에서 유기물이 분해되며 생성된다.
특히 암모니아(NH₃) 형태의 질소 화합물이 박테리아에 의해 질산염(NO₃⁻)으로 전환되는 과정을 통해 만들어진다. 이는 후에 프랑스의 화학자 앙투안 라부아지에(Antoine Lavoisier)가 18세기 후반에 규명하였다.
라부아지에는 염초의 산화력이 질소 화합물에 기인함을 밝혀냈고, 특히 오줌 속 암모니아가 질산염으로 전환될 수 있다는 사실도 설명하였다. 이는 과학 혁명의 일환으로 연소의 원리와 화학적 반응식을 재정의한 중요한 발견이었다.
고려시대 최무선의 기술적 성과
고려 말기인 14세기, 최무선(崔茂宣)은 중국 원나라를 통해 화약과 화포의 존재를 접하고, 이를 국산화하려는 시도를 하였다.
그러나 당시에는 염초를 어떻게 안정적으로 구하고 정제할 것인지가 가장 큰 과제였다. 오랜 시행착오 끝에 그는 염초를 재배, 수집, 정제하는 체계를 마련하고, 화약 제조에 성공하였다. 이 과정은 단순한 수입 기술이 아닌, 고유한 제조 공정의 확립을 의미한다.
그 결과, 1377년 고려 조정은 화통도감(火筒都監)이라는 국영 화약·무기 제작소를 설치하여, 화약 무기의 대량 생산을 시작했다. 화포(대포), 화전(火箭), 비격진천뢰(폭탄)의 시초가 이 시기에 나타나기 시작하며, 고려는 동북아시아에서 독자적 화포 기술을 가진 선도국가가 되었다.
요약
- 흑색화약은 질산칼륨, 유황, 숯으로 구성됨
- 질산칼륨은 동물 배설물에서 얻는 염초를 정제하여 획득
- 고려의 최무선은 화약 제조법을 확립하고 1377년 화통도감을 설치함
- 라부아지에는 훗날 질산염의 과학적 구조와 오줌 속 질소의 역할을 규명함
by willychoi
