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황화수소

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황화수소
Skeletal formula of hydrogen sulfide with two dimensions
Ball-and-stick model of hydrogen sulfide
Ball-and-stick model of hydrogen sulfide
Spacefill model of hydrogen sulfide
Spacefill model of hydrogen sulfide
이름
체계명
Hydrogen sulfide[1]
별칭
  • Dihydrogen monosulfide
  • Sour Gas
  • Dihydrogen sulfide
  • Sewer gas
  • Sulfane
  • Sulfurated hydrogen
  • Sulfureted hydrogen
  • Sulfuretted hydrogen
  • Sulfur hydride
  • Hydrosulfuric acid
  • Hydrothionic acid
  • Thiohydroxic acid
  • Sulfhydric acid
식별자
3D 모델 (JSmol)
3DMet
3535004
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.029.070
EC 번호
  • 231-977-3
303
KEGG
MeSH Hydrogen+sulfide
RTECS 번호
  • MX1225000
UNII
UN 번호 1053
  • InChI=1S/H2S/h1H2 예예
    Key: RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 예예
  • InChI=1/H2S/h1H2
    Key: RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYAJ
  • [H]S[H]
성질
H2S
몰 질량 34.08 g·mol−1
겉보기 무색 기체
냄새 Pungent, like that of rotten eggs
밀도 1.363 g dm−3
녹는점 −82 °C (−116 °F; 191 K)
끓는점 −60 °C (−76 °F; 213 K)
4 g dm−3 (at 20 °C)
증기 압력 1740 kPa (at 21 °C)
산성도 (pKa) 7.0[2][3]
짝산 설포늄
짝염기 Bisulfide
−25.5·10−6 cm3/mol
1.000644 (0 °C)[4]
구조
C2v
Bent
0.97 D
열화학
1.003 J K−1 g−1
206 J mol−1 K−1[5]
−21 kJ mol−1[5]
위험
직업안전보건 (OHS/OSH):
주요 위험성
 Flammable and highly toxic
NFPA 704 (파이어 다이아몬드)
NFPA 704 four-colored diamondHealth 4: Very short exposure could cause death or major residual injury. E.g. VX gasFlammability 4: Will rapidly or completely vaporize at normal atmospheric pressure and temperature, or is readily dispersed in air and will burn readily. Flash point below 23 °C (73 °F). E.g. propaneInstability 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no code
4
4
0
인화점 −82.4 °C (−116.3 °F; 190.8 K) [6]
232 °C (450 °F; 505 K)
폭발 한계 4.3–46%
  • 713 ppm (rat, 1 hr)
  • 673 ppm (mouse, 1 hr)
  • 634 ppm (mouse, 1 hr)
  • 444 ppm (rat, 4 hr)[7]
  • 600 ppm (human, 30 min)
  • 800 ppm (human, 5 min)[7]
NIOSH (미국 건강 노출 한계):
PEL (허용)
 C 20 ppm; 50 ppm [10-minute maximum peak][8]
REL (권장)
 C 10 ppm (15 mg/m3) [10-minute][8]
IDLH (직접적 위험)
 100 ppm[8]
관련 화합물
관련 hydrogen chalcogenides
관련 화합물
 포스핀
달리 명시된 경우를 제외하면, 표준상태(25 °C [77 °F], 100 kPa)에서 물질의 정보가 제공됨.
아니오아니오 확인 (관련 정보 예예아니오아니오 ?)

황화 수소(黃化水素, 영어: hydrogen sulfide)는 황과 수소로 이루어진 화합물이다. 분자식은 H2S이다. 자연에서는 화산 가스나 광천수에도 포함되어 있고, 황을 포함한 단백질의 부패로도 발생한다.[9]

성질

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물리적 성질

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상온에서는 무색 기체로 존재한다. 특유의 달걀 썩는 냄새가 나며, 유독성이다. 녹는점은 -82.9°C, 끓는점은 -59.6°C이다. 임계 온도는 100.5°C, 임계 압력은 89atm이다. 물에 대한 용해도는 0°C에서 437ml/100ml, 40°C에서 186ml/100ml이다. 에탄올, 이황화 탄소 등에 녹는다.[9] 비중은 공기가 1일 때 1.1895로 공기보다 무겁다.[10]

분자는 이등변삼각형 모양을 하고 있으며, 수소 원자와 황 원자 간의 간격은 1.345Å이다. H-S-H 결합각은 92°이다.[9]

화학적 성질

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공기 중에서는 청색 불꽃을 내며 타서 이산화 황이 된다. 400°C에서 분해되고 1700°C에서는 완전히 성분 원소로 분해된다. 수용액에서는 이양성자산으로 작용하고, 1차 이온화 상수는 0.9X10-7, 2차 이온화 상수는 0.12X10-4이다.[9]

플루오린, 염소, 브로민, 아이오딘과 반응하여 각 원소에 해당하는 할로겐산을 만든다. 은, 납, 구리, 망가니즈와 같은 중금속과 반응하여 금속 황화물을 만든다. 이 성질은 분석 화학에서 이들 금속을 분리하는 목적으로도 사용된다.[10]

제법

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황화 수소는 황화물을 가수분해 할 경우에 자주 발생한다. 실험적으로는 황화물에 산을 반응시켜 얻거나, 싸이오아세트아마이드(CH3CSNH2)를 가열하여 얻는다.

공업적으로는 주로 다음과 같은 세가지 방법을 사용한다.[10]

  • 황화물을 산과 반응시킨다. 반응식의 예는 다음과 같다.
2 NaHS + H2SO4 → 2 H2S + Na2SO4
  • 황을 염기와 반응시킨다. 반응식의 예는 다음과 같다.
4 S + 2 NaOH + 2 H2O → 2 H2S + Na2S2O3
  • 황과 수소를 직접 반응시킨다. 반응식은 다음과 같다.
S + H2 → H2S

용도

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황화 수소는 주로 다음과 같은 용도로 사용된다.

황화 수소는 많은 화학 공정에서 부산물로 생성되는데, 이 경우 황이나 황산으로 전환시키는 방법으로 처리한다.[10]

안전성

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황화 수소는 독성을 가지고 있기 때문에 주의해서 다루어야 한다.[11] 게다가 발화점이 260°C로 낮고, 발화 범위가 부피 백분율로 4.3~44%로 넓기 때문에 폭발에 주의해야 한다.[10]

섭취 시 점막을 자극하여 타액분비과다와 함께 타는듯한 느낌을 일으킨다. 위장에 자극을 줄 수 있다.[12]

황화 수소는 흡입 시 혈액의 효소와 반응하여 세포 호흡을 방해하고 그 결과 폐의 마비, 갑작스런 쓰러짐, 사망을 일으킬 수 있다. 저농도(15~50ppm)에서의 지속적인 노출은 점막에 자극을 주고, 두통, 어지러움, 구역질을 유발할 수 있다. 고농도(200~300ppm)에서는 질식을 일으켜 혼수상태를 일으키거나 의식을 잃게 할 수 있다. 700ppm 이상에서 30분 이상 노출되면 치명적일 수 있다.[12]

피부와 접촉하면 피부를 자극할 수 있다.[12]

저농도에서의 안구 노출은 결막에 자극을 준다. 저농도에서의 반복적인 노출은 결막염, 광선 공포증, 각막 수포, 눈물, 통증, 흐린 시야를 일으킬 수 있다.[12]

같이 보기

[편집]

각주

[편집]
  1. ↑ “Hydrogen Sulfide - PubChem Public Chemical Database”. 《The PubChem Project》. USA: National Center for Biotechnology Information.
  2. ↑ Perrin, D.D. (1982). 《Ionisation Constants of Inorganic Acids and Bases in Aqueous Solution》 2판. Oxford: Pergamon Press.
  3. ↑ Bruckenstein, S.; Kolthoff, I.M., in Kolthoff, I.M.; Elving, P.J. Treatise on Analytical Chemistry, Vol. 1, pt. 1; Wiley, NY, 1959, pp. 432–433.
  4. ↑ Patnaik, Pradyot (2002). 《Handbook of Inorganic Chemicals》. McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-049439-8.
  5. 1 2 Zumdahl, Steven S. (2009). 《Chemical Principles》 6판. Houghton Mifflin Company. A23쪽. ISBN 978-0-618-94690-7.
  6. ↑ “Hydrogen sulfide”. 《npi.gov.au》. 2013년 5월 30일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2020년 11월 20일에 확인함.
  7. 1 2 “Hydrogen sulfide”. 《Immediately Dangerous to Life and Health Concentrations (IDLH)》. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  8. 1 2 3 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. “#0337”. 미국 국립 직업안전위생연구소 (NIOSH).
  9. 1 2 3 4 化學大辭典編集委員會 편, 성용길, 김창홍 역, 〈황화수소〉, 《화학대사전》(Vol. 10), 서울: 世和, 2001, 789~799쪽.
  10. 1 2 3 4 5 Considine, G. D. et al., HYDROGEN SULFIDE, Van Nostrand's encyclopedia of chemistry, 5th edition, Hoboken: Wiley-Interscience, 2005, p. 807.
  11. ↑ 참고로 황화 수소의 독성은 사이안화 수소(HCN)보다 더 강하다. (자유아카데미 제2판 실용무기화학 제495페이지 황화수소편 참조)
  12. 1 2 3 4 “황화 수소 MSDS” (PDF). 2006년 10월 20일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2008년 5월 31일에 확인함.

참고 문헌

[편집]
  • Considine, G. D. et al., Van Nostrand's encyclopedia of chemistry, 5th edition, Hoboken: Wiley-Interscience, 2005.
  • Oxtoby, D. W. et al., Principles of Modern Chemisty, 6th edition, Belmont: Thomson Brooks/Cole, 2007.
  • 化學大辭典編集委員會 편, 성용길, 김창홍 역, 《화학대사전》, 서울: 世和, 2001.
  • 제2판 실용무기화학, 원저 Geoff Rayner-Canham, 역자 김시중 외 6인, 자유아카데미, 2002년 9월 3일 발행.
  • https://web.archive.org/web/20061020023052/http://www.vngas.com/pdf/g94.pdf
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