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28.33 - 황산염·명반·과산화황산염(과황산염)
[호해설] (A) 황산염(sulphates)
이 호에는 이 절의 서문에서 설명한 제외규정에 따라 황산(H2SO4)(제2807호)의 금속염을 분류 하지만, 그러나 제2852호에 분류하는 황산수은은 제외하고, 순수하더라도 제3102호나 제3105호에 분류하는 황산암모늄은 제외하며, 황산칼륨의 경우 순수한 것인지에 상관없이 제3104호나 제3105호에 분류하는 것은 제외한다. (1) 황산나트륨에는 다음의 것을 포함한다. (a) 황산이나트륨(Na2SO4) : 무수물(無水物)이나 수화물 상태의 가루나 큰 투명 결정이고 공기에 풍해(風解)하며 물에 녹으며 이때 온도가 떨어진다. 10 수화물(Na2SO4·10H2O)은 망초(Glauber's salt)로 알려져 있다. "salt cake"는 여러 가지 제조 공정의 부산물로 얻는 황산이나트륨(disodium sulphate)의 불순물(90~99% 순도)이며 이 호에 분류한다. 황산이나트륨은 염색의 조제; 유리 제조할 때의 융제(融劑 : flux)(유리병과 크리스탈과 광학 유리 제조); 원피 보존 유연제; 제지(특수화학펄프의 제조); 직물 공업의 사이징제(sizing material); 하제(下劑 : purgative)로서 의약 등에 사용한다.
천연의 황산나트륨[글로버라이트(glauberite)·블로에다이트(bloedite)·로이신(reussin)·아스트라카나이트(astrakhanite)]은 제외한다(제2530호). (b) 황산수소나트륨(NaHSO4) : 질산 제조에서 생기는 잔류 소금으로 조해성(潮解性 : deliquescent)인 용융(溶融 : fused) 백색 덩어리로 생기며 황산 대용·금속의 표면처리·재생고무·안티모니나 탄탈륨의 야금(冶金)과 제초제로 사용한다. (c) 이황화이나트륨(Na2S2O7) (2) 황산마그네슘(magnesium sulphate) : 이 호에는 인조 황산마그네슘(MgSO47H2O)(Epsom salts·Seidlitz salts)을 분류하는데 이는 황산고토석(kieserite)을 정제하거나 백운석(白雲石)[돌로마이트(dolomite)]에 황산을 반응시켜 얻는다. 무색의 결정으로 공기 중에서 다소 풍해(風解)하며 물에 녹는다. 직물 사이징의 충전제·가죽유연제·방화제와 하제(下劑 : purgative)로 사용한다.
이 호에는 천연 황산마그네슘[키제라이트(kieserite)]을 제외한다(제2530호). (3) 황산알루미늄(aluminium sulphate)(Al2(SO4)3) : 보크사이트(bauxite)나 천연의 규산알루미늄을 황산으로 처리하여 얻으며; 불순물은 주로 철화합물이다. 함수 상태(18H2O)에서는 백색 결정으로서 물에 녹고 사용하는 용액의 농도에 따라 손톱으로 쉽게 긁어지거나 단단하며 부서지기 쉽고; 서서히 가열하면 결정수가 없어져 최종으로 무수 황산염이 된다. 매염제; 원피(原皮)보존 유연제와 명반 유연제; 제지에 있어 펄프 사이징제; 염료공업에서 레이크 안료 제조·메틸렌블루(methylene blue)와 그 밖의 티아조드(thiazode) 염료 제조에 사용한다. 또한 수지와 공업용 수(水)의 정제·소화기 등에 사용한다.
염색에 사용하는 염기성 황산알루미늄도 이 호에 분류한다. (4) 황산크로뮴(chromium sulphates) : 가장 잘 알려진 것은 제이황산크로뮴(Cr2(SO4)3)이며, 질산크로뮴에 황산을 반응시켜 얻으며 결정성 가루로 수용액(水溶液)에서는 보라색이나 녹색이다. 염색[크롬 매염(chrome mordanting)]이나 유연[크롬 유연(chrome tanning)]의 매염제(mordant)로 사용한다. 유연제로 사용하는 물품은 제이황산크롬이나 제일황산크롬(CrSO4)에서 유도된 염기성 황산크로뮴의 불안정한 용액이다. 이들 황산염은 이 호에 포함한다. (5) 황산니켈(nickel sulphates) : 이들 황산은 흔히 황산니켈(NiSO4)의 구조식을 가진다. 무수물(無水物)은 황색 결정이며, 수화되면(7H2O) 에메랄드 녹색 결정이나 청색 결정(6H2O)이며; 물에 녹는다. 전해 니켈도금·염색의 매염제·가스마스크 제조와 촉매에 사용한다. (6) 황산구리(copper shlphates) (a) 황산제일구리(Cu2SO4) : 합성 에탄올 제조에 사용하는 촉매 (b) 황산제이구리(CuSO4·5H2O) : 전해구리 정련의 부산물로 얻으며 또한 구리의 웨이스트(waste)나 스크랩(scrap)에 황산의 약용액(weak solution)을 반응시켜 얻는다. 청색 결정이나 결정 가루로서 물에 녹는다. 하소(煆燒)하면 백색 무수염으로 변하며 물과 친화성이 있어 물을 흡수한다. 농업에서 살균제(제3808호의 해설서 참조); 산포 혼합물의 조제; 산화제일구리나 무기구리 착색제의 제조; 염색공업[견(silk) 염색이나 양모(wool)를 흑색·자색과 엷은 자색으로 염색]; 전해 구리·정련이나 구리 도금; 부유선광(浮遊選鑛 : flotation) 조절제(광석의 천연 부력의 회복); 방부제 등에 사용한다.
천연의 함수 황산구리[수담반(brochantite)]은 제외한다(제2603호). (7) 황산아연(ZnSO4·7H2O) : 금속아연·산화아연·탄산아연이나 배소(焙燒 : roasted)한 섬(閃)아연광(blende)에 묽은 황산을 반응시켜 얻는다. 백색 유리 모양의 바늘 모양 결정으로 부유선광(浮遊選鑛 : flotation) 공정에서 광석의 자연 부력을 감소시키는데 사용하며; 염색의 매염제; 전해 아연 도금; 방부제; 목재 보존; 건조제와 리도폰(lithopone)(제3206호)·루미노퍼(luminophore)(구리로 활성화시킨 황산아연)(제3206호)와 여러 그 밖의 아연 화합물의 제조에 사용한다. (8) 황산바륨(barium sulphate) : 이 호에는 인조나 침전 황산바륨(BaSO4)을 분류하는데 이는 황산이나 알칼리황산염에 염화바륨의 용액을 침전시켜 얻는다. 백색 가루로 매우 중질(重質)(비중 약 4.4)이고 물에 녹지 않으며 진한 페이스트(paste) 상태이다. 백색 안료·직물 사이징 충전제와 고무·도포제·판지·봉니(封泥 : lutings)·레이크(lakes) 안료·착색제 등의 제조에 사용한다. X-레이를 통과시키지 않으므로 방사성 사진에 사용한다.
천연의 황산바륨[중정석(重晶石)·중방선석]은 제외한다(제2511호). (9) 황산철(iron sulphates) (a) 황산제일철(FeSO4) : 철삭설(iron shavings)에 묽은황산으로 처리하여 얻거나 이산화티탄을 제조할 때 부산물로도 얻으며 때로는 구리·황산제이철과 비소와 같은 불순물을 포함하고 있다. 물에 잘 녹으며; 주로 미녹색 결정인 때는 함수상태(일반적으로 7H2O)이며, 공기에 노출하면 갈색으로 변하고; 열처리하면 백색인 무수 황산염으로 변한다. 수용액(水溶液)은 녹색이나 공기에 노출하면 갈색으로 변한다. 황산제일철은 잉크 제조[철잉크(iron inks)]·착색제 [프루시안 블루(Prussian blue)]·석탄가스 제조용의 혼합물[소석회(消石灰 : slaked lime)와 톱밥으로], 염색, 살충제·방부제와 제초용에 사용한다. (b) 황산제이철(Fe2(SO4)3) : 황산제일철에서 얻으며 가루나 갈색의 슬래브(slab) 모양이다. 물에 잘 녹으며 그 용액에서 백색의 함수물(9H2O)을 형성한다. 천연수와 하수의 정제·도살장에서 혈액 응고·철유연제(iron-tanning)·살균제에 사용한다. 광석의 부력을 감소시키므로 부유선광(浮遊選鑛 : flotation)조절제로 사용한다. 또한 염색의 매염제(mordant)와 구리나 아연의 전해 물품에 사용한다. (10) 황산코발트(CoSO4·7H2O) : 황산제일코발트에 황산을 반응시켜 얻으며; 물에 녹는 적색 결정이다. 전해 코발트도금·요업용 안료·촉매와 침전 수지산 코발트염의 제조(건조제) 에 사용한다. (11) 황산스트론튬(strontium sulphate) : 인조 황산스트론튬(SrSO4)은 염화물의 용액에서 침전시켜 얻으며 백색 가루로 물에 잘 녹지 않고 불꽃·요업과 여러 가지 스트론튬염의 제조에 사용한다.
천연의 황산스트론튬[천청색(셀레스틴(celestine)]은 제외한다(제2530호). (12) 황산카드뮴(CdSO4) : 무색의 결정으로 물에 녹으며 무수물(無水物)이거나 함수물(8H2O)이다. 황색카드뮴이나 그 밖의 착색제·의약의 제조; 표준 전지[웨스톤 셀(Weston cells)]; 전기도금과 염색에 사용한다. (13) 황산납(lead sulphates) (a) 인조 황산납(PbSO4) : 질산납이나 초산납에 황산으로 침전시켜 얻으며; 백색 가루나 결정으로 물에 녹지 않는다. 납염(lead salts)의 제조에 사용한다. (b) 염기성 황산납 : 리사지(litharge)·염화나트륨과 황산을 함께 가열하면 회색 가루로 제조한다. 또한 야금(冶金) 공정에서도 얻으며 이 경우는 백색 가루로 얻어진다. 안료·매스틱(mastic)의 제조와 고무공업용 혼합물의 제조에 사용한다.
천연의 황산납(황산연광)은 제외한다(제2607호). (B) 명반(alums)
명반은 삼가금속(알루미늄·크로뮴·망간·철이나 인듐)의 황산염과 일가금속(황산의 알칼리염이나 황산암모늄)의 황산염을 함유하는 함수 황산염이다. 단일 황산염이 명반을 치환하는 경향이 있지만 염색·방부제·화학품의 제조에 사용한다. (1) 알루미늄명반(aluminium alums) (a) 황산알루미늄칼륨(Al2(SO4)3K2SO4·24H2O)(보통명반이나 칼륨명반) : 천연의 명반석(제2530호)(즉 수산화알루미늄이 혼합된 염기성 황산알루미늄칼륨)에서 얻는다. 명반은 이(二)성분의 황산염에서 제조되며 백색 결정성 고체로 물에 녹는다. 명반을 하소(煆燒)하면 밝은 백색 가루를 얻는다. 이는 무수 결정이다(calcined alum). 황산알루미늄과 동일 용도 특히 레이크(lake) 안료의 제조·염색과 유연제[명반 유연(alum-tanning)]에 사용하며 또한 사진과 화장품 등에 사용한다. (b) 황산알루미늄암모늄(Al2(SO4)3(NH4)2SO4·24H2O)(암모늄 명반) : 무색 결정으로 특히 뜨거운 물에 잘 녹는다. 순수한 염화알루미늄제조와 의약에 사용한다. (c) 황산알루미늄나트륨(Al2(SO4)3Na2SO4·24H2O) : 칼륨명반과 유사하며 풍해성(風解性) 결정으로 물에 녹는다. 염색의 매염제(mordant)로 사용한다. (2) 크로뮴명반(chromium alums) (a) 황산칼륨크로뮴(Cr2(SO4)3K2SO4·24H2O)(크로뮴명반) : 중크로뮴산의 황산용액에 이산화황으로 환원시켜 얻는다. 자적색의 결정으로서 물에 녹으며 공기 중에서 풍해한다. 염색에서 매염제·유연제(크로뮴유연제)·사진용 등에 사용한다. (b) 황산크로뮴암모늄(크로뮴암모늄명반) : 결정성 청색 가루로 유연제와 요업에 사용한다. (3) 철명반 : 황산 제이철 암모늄((NH4)2SO4Fe2(SO4)3·24H2O) : 자색의 결정으로 공기 중에서 탈수되어 백색으로 변하며; 황산제삼철칼륨도 자색의 결정이다. 둘 다 염색에 사용한다. (C) 과산화황산염(과황산염)
과황산염은 제2811호의 과황산의 염이다. 건조 상태에서는 상당히 안정하나 수용액(水溶液 : aquious solution)에서는 가열하면 분해된다. 또한 강력한 산화제(oxidising agents)이다. (1) 과산화제이황산이암모늄((NH4)2S2O8) : 황산암모늄의 진한 용액에 황산을 가하여 전해하여 얻으며; 무색 결정으로 물에 녹고 습기와 열에 분해된다. 사진과; 직물표백이나 염색공정; 가용성 전분의 제조; 그 밖의 과황산염의 제조와 특정 전해조·유기 합성 등에 사용한다. (2) 과산화이황산이나트륨(Na2S2O8) : 무색 결정으로 물에 잘 녹는다. 소독제·표백제·감극제(전지)와 구리 합금의 조각에 사용한다. (3) 과산화이황화산이칼륨(K2S2O8) : 무색의 결정으로 물에 잘 녹으며 표백·비누제조·사진·방부제 등에 사용한다.
천연의 황산칼슘[석고·무수(無水 : anhydrite) 석고·카르스테나이트(karstenite)]은 제외한다(제2520호).
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