황화 수소

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황화 수소(黃化水素, 영어: hydrogen sulfide)는 수소로 이루어진 화합물이다. 분자식H2S이다. 자연에서는 화산 가스광천수에도 포함되어 있고, 을 포함한 단백질의 부패로도 발생한다.[9]

황화 수소
Skeletal formula of hydrogen sulfide with two dimensions
Ball-and-stick 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
성질
H2S
몰 질량 34.08 g·mol−1
겉보기 Colorless gas
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 Sulfonium
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
주요 위험 Flammable and highly toxic
Extremely Flammable F+ Very Toxic T+ Dangerous for the Environment (Nature) N
R-phrases (outdated) R12, R26, R50
S-phrases (outdated) (S1/2), S9, S16, S36, S38, S45, S61
NFPA 704 (파이어 다이아몬드)
Flammability code 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. propaneHealth code 4: Very short exposure could cause death or major residual injury. E.g. VX gasReactivity code 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no codeNFPA 704 four-colored diamond
4
4
0
인화점 −82.4 °C (−116.3 °F; 190.8 K) [8]
232 °C (450 °F; 505 K)
폭발 한계 4.3–46%
반수 치사량 또는 반수 치사농도 (LD, LC):
  • 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][6]
REL (권장)
C 10 ppm (15 mg/m3) [10-minute][6]
IDLH (직접적 위험)
100 ppm[6]
관련 화합물
관련 hydrogen chalcogenides
관련 화합물
Phosphine
달리 명시된 경우를 제외하면, 표준상태(25 °C [77 °F], 100 kPa)에서 물질의 정보가 제공됨.
아니오아니오 유효성 확인 (관련 정보 예아니오아니오)
정보상자 각주

성질편집

물리적 성질편집

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. 에 대한 용해도는 0°C에서 437ml/100ml, 40°C에서 186ml/100ml이다. 에탄올, 이황화 탄소 등에 녹는다.[9] 비중공기가 1일 때 1.1895로 공기보다 무겁다.[10]

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

화학적 성질편집

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

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

제법편집

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

공업적으로는 주로 다음과 같은 세가지 방법을 사용한다.[10]

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

용도편집

황화 수소는 주로 다음과 같은 용도로 사용된다.

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

안전성편집

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]

각주편집

  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. Zumdahl, Steven S. (2009). 《Chemical Principles》 6판. Houghton Mifflin Company. A23쪽. ISBN 978-0-618-94690-7. 
  6. NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. “#0337”. 미국 국립 직업안전위생연구소 (NIOSH). 
  7. “Hydrogen sulfide”. 《Immediately Dangerous to Life and Health Concentrations (IDLH)》. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). 
  8. “Hydrogen sulfide”. 《npi.gov.au》. 
  9. 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. 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. “황화 수소 MSDS” (PDF). 2006년 10월 20일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2008년 5월 31일에 확인함. 

참고 문헌편집

  • 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