백린

위키백과, 우리 모두의 백과사전.
이동: 둘러보기, 검색
암흑 속에서 스스로 불타오르는 백린.

백린(白燐, 영어: white phosphorus, WP), 또는 황린(黃燐, yellow phosphorus), 사인(四燐, Tetraphosphorus, P4)은 동소체연막, 예광탄, 조명탄, 특히 소이탄의 원료로 쓰인다.[1] 백린을 사용한 소이탄은 맹렬하게 타오르며, 옷이나 연료, 탄약 등 가연성 물질에 옮겨붙을 경우 치명적인 피해를 입히고 죽음에까지 이를 수 있다.

이런 가공할 파괴력뿐 아니라 백린은 효율적인 연기 생성 물질로, 극렬하게 타올라 즉각적으로 다량의 연기를 만든다. 그러므로 보병들의 연막탄만큼이나 백린 연기탄은 흔하며, 전차와 같은 무장 차량 또는 박격포를 이용해 발사한다. 그 외에도 미사일에 쓰이는 백린은 파편 상태로 불타면서 미사일의 파괴력을 높인다.

백린의 성질[편집]

백린 덩어리.

백린은 인 원자 4개로 이루어진 분자로 존재한다. 4개의 원자가 정사면체 구조로 고리 긴장을 발생시키기 때문에 백린 분자는 불안정하다. 이 구조는 P-P 결합이 6개 있는 것이라고 설명할 수도 있다. 백린의 결정 구조는 두 가지가 있다. 먼저 알파 구조(α form)는 등축정계 결정이다. 알파 구조는 195.2 켈빈 온도에서 베타 구조(β form)로 바뀐다. 베타 구조는 육방정계 결정 구조인 것으로 보인다.[2] 베타 구조가 알파 구조보다 반응성이 약간 작다.[3]

백린은 투명한 왁스질 고체로, 빛을 쬐면 빠르게 노랗게 변색된다. 황린이라고도 하는 이유가 이것이다. 어두운 데 두면 녹색을 띠며, 공기와 접촉했을 때는 가연성자연발화성이 매우 크고 독성도 있다. 이 독 때문에 섭취시 간손상이 일어나며, 만성적으로 노출되었을 경우 인산 괴사에까지 이를 수 있다. 불타면서 마늘 냄새 같은 특이한 악취가 나며, 백린 표본은 보통 하얀 오산화 이인(P4O10)으로 코팅이 되어 있다. 백린은 물에 매우 조금 녹기 때문에 물 속에 보관할 수 있다. 실제로 백린의 자연 발화를 막는 방법은 물 속에 넣어두는 것 밖에 없다. 반면 벤젠, 기름, 이황화 탄소, 이염화 이황에는 잘 녹는다.

백린의 제조[편집]

사인(Tetraphosphorus, P4) 분자.

백린은 여러가지 방법으로 제조할 수 있다. 그 중 한 가지 방법으로 인회암에서 얻어진 인산 칼슘용광로에서 탄소, 규소의 존재하에 가열하는 것이 있다.[4] 그러면 인 원소가 증기로 변해 인산 상태로 엮이게 된다.

백린은 상온에서 증기압이 크다. 증기 밀도를 살펴보면, 약 섭씨 800도까지 백린(P4)으로 존재하는데, 온도가 그보다 높으면 분자가 이인(Diphosphorus, P2)으로 분해된다.

백린은 섭씨 50도 정도의 온도에서 자연적으로 발화하며, 곱게 갈아졌을 경우에는 더 낮은 온도에서도 분해된다. 이 연소 반응으로 오산화 이인이 생성된다.

P_{4} + 5O_{2} \longrightarrow P_{4}O_{10}

바로 이 성질 때문에 백린은 무기로 사용된다. 과거 성냥 대가리에 사용되기도 했지만, 현재 산업안전보건법으로 금지되고 있다.[5]

백린탄[편집]

백린탄의 역사[편집]

미국 공군 상등병이 2.75 인치 백린탄을 검사하고 있다. 1996년, 대한민국 오산공군기지.

백린탄은 19세기에 페니언단 방화범들이 이황화 탄소 용액 형태로 최초로 사용했다. 이황화 탄소가 증발하면 백린이 발화하고 역시 불붙기 쉬운 이황화 탄소 증기가 폭발한다. 이 혼합 폭탄은 "페니언의 불"(Fenian fire)이라고 알려져 있다.

대인 효과[편집]

백린탄은 사람에게 심각한 부상을 입힐 수 있으며, 심지어는 죽음에까지 이를 수 있다. 백린탄으로 인해 사망에 이르는 이유는 신체 조직이 불탄 경우, 연막을 들이마셨을 경우, 그리고 흡입하여 중독된 경우 3가지가 있다. 넓게 백린 불을 맞거나 다량 흡입했을 경우, 치명적이다.

화상[편집]

백린탄 화상.[6][7]

백린탄의 최초 폭발로 흩뜨려진 백열성 입자는 넓고 깊게 제2도 및 제3도 화상을 일으킨다. 이렇게 심각한 부상을 발생시키는 이유는, 백린이 피부에 달라붙기 때문이다. 백린 화상은 화상 부위를 통해 백린이 흡수되었을 경우 간·심장·신장이 손상되고 개중에는 다발성 장기 부전이 발생할 수도 있기 때문에 다른 화상보다 훨씬 사망 위험이 크다.[8] 또한 백린은 산소를 차단시키거나 모두 연소되기 전까지 계속 타오르기 때문에 특히 위험하다.

연막[편집]

백린은 불타오르면서 뜨겁고 자욱한 하얀 연기를 만들어내는데, 이 연기는 대부분 오산화 이인으로 되어 있다. 짙은 백린 연기를 접할 경우 병에 걸리거나 죽음에 이를 가능성이 있다. 백린 연기는 눈, 콧속의 점막, 기도를 자극하고, 연기가 짙을 경우에는 화상도 입을 수 있다. 미국 독극물 및 질병 등록청(ATSDR)은 백린 연기의 최소 위해도 수준(MRL)을 연료유 매연과 같은 수준인 0.02 mg/m³로 잡았다. 한편 화학 무기인 겨자탄의 MRL은 0.0007 mg/m³이다.[9]

구개 흡입[편집]

입으로 백린을 삼켰을 경우, 그 위험 수준 흡입량은 몸무게 1 kg당 1 mg이나, 15 mg가 인간 치사량이다[10]. 급성중독시 구토, 혈변, 혈압강하, 호흡곤란이 잇따르고 수시간 내 사망한다. 만성일 경우에는 간부전, 황달이 나타나며 위장에 출혈이 심해지고 말기에는 혼수상태와 심장쇠약으로 사망한다.[11]

같이 보기[편집]

주석[편집]

  1. Pyrotechnics, Explosives, & Fireworks. 2005년 12월 4일에 확인.
  2. Marie-Thérèse Averbuch-Pouchot, A. Durif. Topics in Phosphate Chemistry. World Scientific, 1996. ISBN 9810226349. p. 3.
  3. (한국어) “황린”. doopedia. 두산동아. 2012년 3월 10일에 읽어봄. “α황린을 -77℃ 이하로 하여 얻은 무색의 결정을 β 황린이라 하며, α황린보다 다소 반응성이 작다.”
  4. Threlfall, R.E., (1951). 100 years of Phosphorus Making: 1851–1951. Oldbury: Albright and Wilson Ltd
  5. 산업안전보건법 (한국어). 2012년 3월 10일에 확인. “
    1. 한국산업안전공단으로부터 보호장치의 성능검정, 보호구 검정, 유해 또는 위험기계·기구의 설계검사를 받아 수입할 수 있음
    2. 황린성냥, 벤지딘, 벤지딘을 함유한 제제 기타 근로자의 보건상 특히 해롭다고 인정되는 물질로서 대통령령이 정하는 것은 시험ㆍ연구용의 목적 외에는 수입할 수 없음”
  6. Mustafa Khalili; Michael Tait. "White phosphorus in Gaza: the victims", 2009년 1월 19일 작성.
  7. [1]
  8. Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). 〈White Phosphorus: Health Effects〉, 《Toxicological Profile Information Sheet》 (PDF)
  9. ATSDR – Minimal Risk Levels for Hazardous Substances (MRLs). 2005년 12월 4일에 확인.
  10. Lisandro Irizarry, MD, MPH, FAAEM. eMedicine – CBRNE – Incendiary Agents, White Phosphorus. 2005년 12월 4일에 확인.
  11. (한국어) “인중독”. doopedia. 두산동아. 2012년 3월 10일에 읽어봄.

외부 링크[편집]