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28.11 - 그 밖의 무기산과 무기 비(非)금속 산화물
[호해설]
이 호에는 광산(mineral acids)과 광산의 무수물(無水物)·그 밖의 비(非)금속의 산화물을 분류한다. 가장 중요한 것들은 비(非)금속의 성분(*) 다음 순서와 같다 : 플루오르·염소·브롬·요드·황·셀렌·텔루르·질소·인·비소·탄소·규소
에 따라 다음과 같이 열거한다. (A) 플루오르 화합물 (1) 플루오르화수소(hydrogen fluoride)[플루오르화수소산(HF)]. 천연플루오르화칼슘[플루오라이트(fluorite)]나 빙정석(氷晶石)에 황산을 반응시켜 얻는다. 탄산칼륨으로 처리하거나 증류(때로는 불순물로서 소량의 규산염과 플루오르화규산을 함유)하여 정제한다. 무수(無水) 상태의 플루오르화수소는 강력한 흡습성 액체(끓는점 섭씨 18도 ~ 20도)로서 ; 습한 대기에서 발연한다. 무수(無水)상태와 농축한 용액에서는 피부를 깊이 태우며 유기물을 탄화한다. 납·구타페르카(gutta-percha)나 세레신(ceresine) 왁스로 내장한 금속용기, 고무와 플라스틱 용기에 보존하며 ; 매우 순수한 플루오르화수소산은 은으로 만든 플라스크(flask)에 보존한다.
이의 용도는 다음과 같다. 유리의 식각(etching)·무회(ashless) 여과지 제조·탄탈륨의 제조·플루오르화물의 제조·주조용·유기 합성 등이나 발효과정의 억제제로 사용한다. (2) 플루오르화수소산. 다음의 것을 포함한다. (a) 플루오르화사붕소(HBF4) (b) 육플루오르화규산(H2SiF6) 예: 과인산염의 제조 시 부산물이나 플루오르화규소로부터 얻는 용액. 이는 주석과 납의 전해정제·플루오르화규산염 등의 제조에 사용한다. (B) 염소 화합물
이 화합물들의 중요한 것은 강력한 산화제와 염소치환제로서 표백과 유기 합성에 사용하며 일반적으로 불안정하며 다음의 것을 포함한다. (1) 하이포아염소산(HClO) : 흡입하면 위험한 물질로 유기 물질에 접촉하면 폭발한다. 이 가스는 수용액(水溶液)으로 제시하며 황색이나 때로는 적색이다. (2) 염소산(HClO3) : 이 산은 무색이나 황색의 수용액(水溶液)으로 존재한다. (3) 과염소산(HClO4) : 다소 고도로 농축된 이 물품은 여러 수화물을 얻으며 피부를 상하게 하고 분석에 사용한다. (C) 브롬 화합물 (1) 브롬화수소(HBr) : 무색으로서 강하고 자극적인 냄새를 가진 기체로 가압하거나 수용액(水溶液) 상태에서 보존 될 수 있으며 공기 중에서 서서히 분해된다(특히 빛의 작용으로 분해). 브롬화수소산은 브롬화물의 제조와 유기 합성에 사용한다. (2) 브롬산(HBrO3) : 수용액(水溶液)으로 존재하며 ; 유기 합성에 사용한다. (D) 요드 화합물 (1) 요드화수소(HI) : 무색의 질식성 가스로 쉽게 분해된다. 농축한 경우는 습한 공기에서 발연하는 부식성 수용액(水溶液)으로 존재한다(요드화수소산). 환원제나 요드 고착용 매체로 사용한다. (2) 요드산(HIO3)과 그 무수물(I2O5) : 프리즘의 결정 상태나 수용액(水溶液)으로 존재하며 가스 마스크의 흡착제와 의약에 사용한다. (3) 과요드산(HIO4·2H2O) : 요드산과 유사한 성질을 갖고 있다. (E) 황 화합물 (1) 황화수소(H2S) : 독성이 강한 무색의 기체로 썩은 계란 냄새를 가지고 있다. 가압 상태에서 철제실린더에 충전이나 수용액(水溶液)으로 제시한다(황화수소산). 분석·황산과 염산의 정제·이산화황이나 재생황 등에 사용한다. (2) 과산화황산(과황산) : 결정형으로 제시한다. (a) 과산화이황산(과황산) : (H2S2O8)과 그 무수물(S2O7) (b) 과산화일황산(카로스산 : Caro's acid)(H2SO5) : 흡습성이 크며 ; 강력한 산화제이다. (3) 티온산(thionic acids) : 수용액(水溶液)으로만 존재한다. 디티온산(H2S2O6) ; 트리티온산(H2S3O6) ; 테트라티온산(H2S4O6) ; 펜타티온산(H2S5O6) (4) 술파민산[aminosulphonic acid(sulphamic acid)](SO2(OH)NH2) : 황산삼산화황이나 발연 황산에 요소를 용해하여 얻으며 ; 결정으로 약간 물에 녹으며 알코올에 쉽게 용해된다. 방화 의류의 제조·유연·전기도금·유기 합성에 사용한다. (5) 이산화황(SO2) : 황의 연소·천연 황화물(특히 황철광)의 열처리·천연 황산칼슘[예: 무수(無水)석고]에 점토와 코크스를 가하여 열처리하여 얻으며 무색의 질식성 가스이다.
이산화황은 가압 하에서 액화하여 철제용기에 넣거나 수용액(水溶液)으로 하여 제시하며 후자는 상거래 관습상 때로는 "아황산(sulphurous acid)"으로 잘못 지칭되기도 한다.
강력한 환원작용과 표백작용이 있어 여러 가지 용도에 사용한다. 동물성 섬유·보릿짚·깃털(羽)과 젤라틴의 표백·원당 정제 시 아황 산염처리·과실과 채소의 보존·목재펄프의 처리용·산성아황산염의 조제·황산의 제조나 살균제(포도주의 발효 억지용) 등이다. 액체 이산화황은 증발 온도가 낮으므로 냉동기에 사용한다. (6) 삼산화황(SO3) : 어느 정도 외관이 석면(asbestos)과 유사한 바늘 모양결정으로 백색 고체이다. 습한 공기 중에서 발연하며 ; 물을 흡수하여 맹렬히 반응한다. 공기를 밀폐한 철제 용기·유리 용기나 도자기 용기에 제시하는데 이 용기는 무기흡습제를 함유하는 장치를 부착시킨다. 이는 발연황산(oleums)(제2807호)과 명반(alums)(제2833호)의 제조에 사용한다. (7) 삼산화이황(S2O3) : 조해성(潮解性 : deliquescence)이 있는 녹색 결정으로 물에 분해되며 알코올에 녹고 ; 합성 염료의 제조에서 환원제로 사용한다. (F) 셀렌 화합물 (1) 셀렌화수소(H2Se) : 악취가 나는 가스로 후각 신경을 마비시키므로 흡입하면 위험하다. 불안정한 수용액(水溶液)으로 제시한다. (2) 아셀렌산(H2SeO3)과 그 무수물(SeO2) : 육각형의 백색결정으로 조해성(潮解性)이 있고 물에 잘 녹으며 ; 에나멜 공업에 사용한다. (3) 셀렌산(H2SeO4) : 백색의 결정으로 무수물(無水物)이거나 수화물이다. (G) 텔루르 화합물
텔루르화수소(H2Te)[수용액(水溶液) 상태], 아텔루르산(H2TeO3)과 그 무수물(TeO2)(백색 고체)·텔루르산(H2TeO4)(무색결정)과 그 무수물(TeO3)(오렌지색의 고체)이 있다. (H) 질소 화합물 (1) 아지화수소(히드라조산)(HN3) : 무색의 질식성 냄새가 있는 독성액체로 ; 물에 잘 녹고 ; 불안정하며 폭발성이 있다. 이의 염[아지드화물(azides)]은 제2850호에 해당되며 제5절에서 제외한다. (2) 산화이질소(N2O) : 감미(sweet-tasting)가 있는 가스로서 물에 녹으며 액체 상태로 제시한다. 기체 상태에서는 마취제(anaesthetic), 액체 상태나 고체 상태에서는 냉동제로 사용한다. (3) 이산화질소(NO2) : 섭씨 0℃에서 무색의 액체이며 보다 높은 온도에서는 등갈색(orange-brown)이나 ; 끓는점(boiling point)은 약 섭씨 22℃(이때 적색의 연기가 발생한다)이다. 이는 산화질소 상태에서 가장 안정하며 강력한 산화제이다. (IJ) 인 화합물 (1) 포스핀산(하이포아인산)(H3PO2) : 엷은 판 모양의 결정(crystals)으로 약 섭씨 25℃에서 녹으며 공기에 노출하면 산화되고 ; 강력한 환원제이다. (2) 포스폰산(아인산)(H3PO3) : 조해성(潮解性)의 결정으로 약 섭씨 71°C에서 융해하며 물에 녹인다. 또한 이것의 무수물(無水物)(P2O3이나 P4O6)은 약 섭씨 24°C에서 녹는 결정으로 빛에 노출하면 처음에는 황색 그 후에는 적색으로 변하며 점차 분해된다. (K) 비소 화합물 (1) 삼산화비소(As2O3) : 아비산으로 잘못 알려지기도 한다. 이는 은과 니켈의 비철광이나 황비철광을 구워서 얻으며 때로는 불순물(황화비소·황·산화 안티모니 등)을 함유한다.
상거래 관습상 삼산화비소는 일반적으로 결정성 백색 분말로 무취이며 강력한 독성이 있다(flower of arsenic). 유리 모양의 무수물(無水物)은 투명한 무정형의 덩어리이며 자기 모양 무수물(無水物)은 교차팔면체형의 불투명 결정이다.
이것의 용도는 다음과 같다 : 가죽과 동물 표본의 보존(때로는 비누와 혼합해서 사용한다) ; 쥐약 ; 파리잡이 끈끈이(fly-papers)의 제조 ; 특정의 유백제·유리질의 에나멜과 쉴러씨(Scheele)의 녹색(비산구리 : copper arsente)과 같은 광물성 녹색 안료(顔料)[아비산구리(copper acetoarsenite)]와 슈바인푸르트(Schweinfunt) 녹색 안료(顔料)(초산아비산동)의 제조 ; 소량복용 약품(피부병·말라리아와 천식치료용) (2) 오산화비소(As2O5) : 삼산화비소의 산화나 비산의 탈수에 의하여 얻는다. ; 독성이 강한 백색 분말로 물에 천천히 녹아 비산이 되며 비산의 제조·산화제 등으로 사용한다. (3) 비산(arsenic acids) : "비산"이라는 명칭은 오르토비산(H3AsO4·½H2O)과 오산화비소의 그 밖의 수화물[피로(pyro-)나 메타 비소 등]에 붙여지는 것인데 무색의 바늘 모양 결정이고 맹독성이다.
비산은 합성염료[푹신(fuchsine) 등]·비산염·의약품이나 살충제로 사용하는 비소의 유기 유도체의 제조에 사용한다.
이 호에는 비화수소(arsenic hydrides)(예: AsH3)는 제외한다(제2850호). (L) 탄소 화합물 (1) 일산화탄소(CO) : 독성이 있는 무색 무미의 가스로 ; 가압 상태에서 보존(put up)한다. 환원성은 특히 야금(冶金)공업에 사용한다. (2) 이산화탄소(CO2) : "탄산(carbonic acid)"으로 칭하는 것은 잘못이다. 탄소를 연소·석회물질을 가열하거나 산(acid)으로 처리하여 얻는다.
이는 무색의 가스로 공기보다 1.5배 무겁고 소화성이 있다. 이산화탄소는 액체(철제 실린더에 압축한 것)이거나 고체[절연용기에 입방체로 압축한 것, "카본 스노우(carbonic snow)"나 "카본 아이스(carbonic ice)"]로 제시한다.
야금(冶金)·설탕제조나 청량음료 제조에 사용한다. 액체 이산화탄소(CO2)는 맥주 제로·살리실산 제조·소화제 등에 사용하며 고체 이산화탄소는 냉동제 섭씨(영하 80℃까지 강하)로 사용한다. (3) 시안화수소·시안화수소산(HCN) : 시안화물에 황산을 반응시키거나 암모니아와 탄화수소의 혼합물에 촉매를 작용시켜 얻는다.
맹독성의 무색 액체로서 아몬드의 쓴 냄새가 있다. 물보다 비중이 작고 물에 혼합하며 ; 불순하거나 약한 용액에서는 보존하기에 나쁘다.
시안화수소산은 유기 합성[예: 아세틸렌(acetylene)과 반응하여 아크릴로니트릴(acrylonitrile)의 제조]과 구충제로 사용한다. (4) 이소시안산(isocyanic acids)·티오시안산(thiocyanic acids)이나 뇌산(fulminic acids) (M) 규소 화합물
이산화규소[silicon dioxide(pure silica, silicic anhydride 등)(SiO2)] : 규산염 수용액(水溶液)을 산(acid)과 처리하거나 규소할로겐화물을 물과 열의 작용으로 분해하여 얻는다.
이는 무정형[백색 분말-"실리카화이트"·"실리카플라워"·"하소실리카(calcined silica)", 유리 모양 입자-"vitreous sillica"; 젤라틴의 상태-"실리카프로스트(silica frost)"·"수화 실리카(hydrated silica)"]이거나 결정형(tridymite와 cristobalite forms)이다.
실리카(silica)는 내산성(耐酸性)이며; 용융(溶融 : fused) 실리카(silica)는 실험실용 기구와 공업장치 제조에 사용하는데 급냉·열에 파괴되지 않는다(제70류의 총설 참조). 미세한 분말 실리카(silica)는 예를 들어 여러 가지 종류의 천연·합성고무와 그 밖의 탄성체의 충전제·여러 플라스틱·인쇄잉크·페인트·코팅과 접착제의 증점제(thickening agent)나 요변성제(thixotropic agent)로 사용한다. 수소-산소 로(爐)에서 사염화규소나 삼염화실란의 연소에 의해 만들어지는 건식 실리카(fumed silica)는 실리콘웨이퍼의 화학기계 연마나 여러 재료의 유도제(流渡劑 : flee-flow agent)나 침강방지제(anti-settling agen)로 사용한다. 활성화된 실리카젤(activated silica gel)은 가스 건조에 사용한다.
이 호에는 다음의 것을 제외한다. (a) 천연 실리카(제25류, 귀석이나 반귀석을 구성하는 종은 제외-제7103호와 제7105호 해설 참조) (b) 실리카(silica)의 콜로이드 현탁액(suspensions)은 일반적으로 특별한 목적에 적합하도록 특별히 조제하지 않은 것이라면 제3824호에 분류한다(예: 제3809호의 직물드레싱제). (c) 코발트염을 가한 실리카 겔(습도 지시제로 사용)(제3824호) (N) 착산(complex acids)
이 호에는 또한 둘 이상의 비(非)금속 광산(鑛酸)(예: 클로로-산)이나 비(非)금속산(酸)과 금속산(예: 텅스토규산·텅스토붕산)으로 구성된 화학적으로 단일인 초산을 분류하며 이 류의 다른 호에서는 제외한다.
안티모니(antimony)는 이 표에서 금속으로 취급하므로 안티모니산과 산화안티모니는 제2825호에 해당한다.
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