일산화 탄소

탄소 원자 1개, 산소 원자 1개로 이루어진 화합물

일산화 탄소(一酸化炭素, 영어: carbon monoxide)는 탄소산소로 구성된 화합물이다. 분자식CO이다. 석탄이나 석유를 다량 연소시키는 공업지대의 대기에 포함되어 있는 경우가 있으며, 가정에 공급되고 있는 도시가스에도 포함되어 있다.[5] 탄소 화합물이 불완전 연소되면 발생한다. 가연성이며 독성이 있어서 취급에 주의가 필요하다. 산소보다 헤모글로빈과의 친화력이 200배 정도 더 좋기 때문에 소량 흡입시에도 호흡 대사를 방해하여 생명 유지가 어려울 수 있으므로 주의해야 한다.

일산화 탄소
Ball-and-stick model of carbon monoxide
Spacefill model of carbon monoxide
model of carbon monoxide
이름
우선명 (PIN)
Carbon monoxide
별칭
Carbon monooxide
Carbonous oxide
Carbon(II) oxide
Carbonyl
Flue gas
Monoxide
식별자
3D 모델 (JSmol)
3587264
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.010.118
EC 번호
  • 211-128-3
421
KEGG
MeSH Carbon+monoxide
RTECS 번호
  • FG3500000
UNII
UN 번호 1016
성질
CO
몰 질량 28.010 g/mol
겉보기 colorless gas
냄새 odorless
밀도 789 kg/m3, liquid
1.250 kg/m3 at 0 °C, 1 atm
1.145 kg/m3 at 25 °C, 1 atm
녹는점 −205.02 °C (−337.04 °F; 68.13 K)
끓는점 −191.5 °C (−312.7 °F; 81.6 K)
27.6 mg/L (25 °C)
용해도 soluble in chloroform, acetic acid, ethyl acetate, 에탄올, ammonium hydroxide, benzene
1.04 atm·m3/mol
−9.8·10−6 cm3/mol
1.0003364
0.122 D
열화학
29.1 J/(K·mol)
197.7 J/(mol·K)
−110.5 kJ/mol
−283.4 kJ/mol
약리학
V04CX08 (WHO)
위험
물질 안전 보건 자료 ICSC 0023
GHS 그림문자 GHS02: FlammableGHS06: ToxicGHS08: Health hazard
신호어 위험
H220, H331, H360, H372
P201, P202, P210, P260, P261, P264, P270, P271, P281, P304+340, P308+313, P311, P314, P321, P377, P381, P403, P403+233, P405, P501
NFPA 704 (파이어 다이아몬드)
인화점 −191 °C (−311.8 °F; 82.1 K)
609 °C (1,128 °F; 882 K)
폭발 한계 12.5–74.2%
반수 치사량 또는 반수 치사농도 (LD, LC):
8636 ppm (rat, 15 min)
5207 ppm (rat, 30 min)
1784 ppm (rat, 4 h)
2414 ppm (mouse, 4 h)
5647 ppm (guinea pig, 4 h)[1]
4000 ppm (human, 30 min)
5000 ppm (human, 5 min)[1]
NIOSH (미국 건강 노출 한계):[3]
PEL (허용)
TWA 50 ppm (55 mg/m3)
REL (권장)
TWA 35 ppm (40 mg/m3) C 200 ppm (229 mg/m3)
IDLH (직접적 위험)
1200 ppm
관련 화합물
관련 carbon oxides
이산화 탄소
아산화 탄소
산화 탄소
달리 명시된 경우를 제외하면, 표준상태(25 °C [77 °F], 100 kPa)에서 물질의 정보가 제공됨.
예 유효성 확인 (관련 정보 예아니오아니오)
정보상자 각주

역사편집

18세기 후반에 프랑스화학자 J. M. F. Lassone에 의해 처음으로 얻어졌다. 19세기 초에 J. B. Desormes와 W. Cruickshank는 일산화 탄소를 연소시키면 같은 부피의 이산화 탄소가 발생하는 것을 통해 일산화 탄소의 조성을 결정하였다.[5]

성질편집

물리적 성질편집

상온에서 무색, 무취, 무미의 기체로 존재한다. 끓는점은 -191.5°C, 녹는점은 -205.0°C이다. 임계 온도는 -139°C이며 임계 압력은 35atm이다. 25°C에서 생성열은 26.62cal/mole, 연소열은 67.62cal/mole이다. 에는 잘 녹지 않아, 0°C에서 1atm의 일산화 탄소와 평형상태에 있는 100ml는 0.0044g의 일산화 탄소를 포함한다. 알코올, 염화 구리(II) 수용액에는 잘 녹는다. 활성탄에 쉽게 흡착된다.

일산화 탄소는 다음의 세 공명 구조를 가지고 있다고 볼 수 있다.

 

C 원자O 원자간의 결합 길이는 1.13Å이다.[5]

화학적 성질편집

공기 중에서 점화하면 푸른 불꽃을 내며 연소하여 이산화 탄소를 생성한다. 반응식은 다음과 같다.

2 CO + O2 → 2 CO2

일산화 탄소가 다음과 같이 분해되는 일은 온도가 수천도 이상으로 올라가지 않는 한은 잘 일어나지 않는다.

CO → C + 1/2 O2

다음과 같은 분해는 상온에서는 팔라듐 촉매 존재 하에 가능하며, 400~700°C에서는 많은 물질의 표면이 다음 분해 반응의 촉매 역할을 한다.

2 CO → C + CO2

수증기와는 가역적으로 반응하여 다음과 같은 반응을 일으킨다.

CO + H2OCO2 + H2

그 외에 일산화 탄소가 관여하는 대표적인 반응으로는 다음과 같은 것이 있다.[5][6]

케톤, , 에스터를 얻을 수 있다.

만드는 방법편집

모든 유기체에 포함되어 있는 탄소를 태울 때 불완전연소하면 일산화탄소가 생긴다. 따라서, 시체를 태우거나, 동식물의 사체로부터 만들어진 , 석탄, 석유 등을 태우면 발생한다.

공업적으로는 석탄이나 코크스공기 또는 가열 수증기를 반응시킨 후 이를 정제하여 일산화 탄소를 얻어낼 수 있는데, 대부분의 공업적 용도로는 질소수소가 포함된 채로 사용되는 경우가 많다.

실험실에서는 포름산을 진한 황산이나 진한 인산으로 탈수시켜 얻는다.[5]

HCOOHCO + H2O

또한, 카바이드 제조 시에 부산물로 얻어지기도 한다.

CaO + 3C → CaC2 + CO

용도편집

일산화 탄소는 주로 연료, 화학공정의 원료로 사용된다.

일산화 탄소가 화학공정의 원료로 사용된 예는 다음과 같다.[6]

CO + CH3OH → CH3COOH
  • 폼산 의 생산. 대표적인 예로는 다음과 같은 것이 있다.
CO + NaOHHCOONa

이 반응은 특정 금속의 분리에 사용된다.

오염편집

일산화 탄소는 대기오염물질의 일종이다. 특히 공장지대나 차량, 항공기가 많이 사용되는 지역에서의 농도가 높다.[6]

안전성편집

일산화 탄소는 인화성이 강하기 때문에 취급에 주의를 요한다. 또한 일산화 탄소는 인체 내에서 독성을 가진다.

흡입된 일산화 탄소는 혈액의 헤모글로빈과 결합하여 카복시헤모글로빈을 생성한다. 카복시헤모글로빈은 산소 운반의 기능이 없기 때문에, 이는 혈액의 산소운반능력을 크게 떨어트린다. 흡입된 양에 따라서 두통, 어지러움, 심계항진증, 나른함, 혼란, 구역질이 나타날 수 있으며 심할 경우 경련, 의식 없음, 죽음에까지 이를 수 있다.[7]

일산화 탄소 중독편집

각주편집

  1. “Carbon monoxide”. 《Immediately Dangerous to Life and Health Concentrations (IDLH)》. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). 
  2. Richard, Pohanish (2012). 《Sittig's Handbook of Toxic and Hazardous Chemicals and Carcinogens》 2판. Elsevier. 572쪽. ISBN 978-1-4377-7869-4. 2015년 9월 5일에 확인함. 
  3. NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. “#0105”. 미국 국립 직업안전위생연구소 (NIOSH). 
  4. GOV, NOAA Office of Response and Restoration, US. “CARBON MONOXIDE - CAMEO Chemicals - NOAA”. 《cameochemicals.noaa.gov》. 
  5. 化學大辭典編集委員會 편, 성용길, 김창홍 역, 〈일산화탄소〉, 《화학대사전》(Vol.7), 서울: 世和, 2001, 576쪽.
  6. Considine, G. D. et al., "CARBON MONOXIDE", Van Nostrand's encyclopedia of chemistry, 5th edition, Hoboken : Wiley-Interscience, 2005, p. 293.
  7. 일산화 탄소 MSDS{{ Archived 2006년 10월 20일 - 웨이백 머신

참고 문헌편집

  • Considine, G. D. et al., Van Nostrand's encyclopedia of chemistry, 5th edition, Hoboken : Wiley-Interscience, 2005.
  • 化學大辭典編集委員會 편, 성용길, 김창홍 역, 《화학대사전》, 서울: 世和, 2001.

같이 보기편집

외부 링크편집