과테크네튬산

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1. 개요
2. 화학적 성질
3. 제법
4. 응용
참조

1. 개요

과테크네튬산은 테크네튬을 포함하는 화합물로, 짙은 적색의 조해성 고체이며 강산이다. 과테크네튬산 이온(TcO₄⁻)은 정사면체형 구조를 가지며, 수용액에서 안정적이고 과망간산 이온과 달리 산화제로서의 작용은 약하다. 테크네튬 또는 테크네튬 화합물을 산화력 있는 산과 반응시켜 얻을 수 있다. 과테크네튬산 이온은 철강 부식 억제제로 작용할 수 있지만, 테크네튬의 방사성 특성 때문에 실용화되지 않았다. 테크네튬을 포함하므로 취급에 주의해야 한다.

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과테크네튬산 - [화학 물질]에 관한 문서
개요
과테크네튬산 3D 모델
IUPAC 이름	과테크네튬산
기타 음이온	과망간산 과레늄산
기타 양이온	과테크네튬산 나트륨
관련 화합물	과염소산
식별 정보
PubChem	11805084
CAS 등록번호	14332-45-7
ChemSpider ID	9979749
SMILES	O[Tc](=O)(=O)=O
표준 InChI	1S/H2O.3O.Tc/h1H2;;;;/q;;;;+1/p-1
표준 InChIKey	UTQISYNNAQMRBN-UHFFFAOYSA-M
속성
분자식	HTcO4
몰 질량	164.912g/mol
짝염기	과테크네튬산염

2. 화학적 성질

과테크네튬산(HTcO₄)은 짙은 적색의 조해성 고체이며, 강산으로 쉽게 프로톤을 제공한다.^[10] 과테크네튬산 이온(TcO₄^-)은 정사면체 구조를 가지며, 과망간산 이온보다 산화제로서의 작용은 약하다. 과레늄산 이온과 유사하게 알칼리성 수용액에서는 안정적이지만, HCl, HBr, HI 수용액에서는 환원된다.^[11] 과테크네튬산 이온은 철강의 강력한 부식 억제제로 작용하지만, 실용화되지는 않았다.^[11]

2. 1. 과테크네튬산

테크네튬 또는 테크네튬 화합물을 질산이나 왕수와 같은 산화력이 있는 산, 또는 물과 산화 테크네튬(VII)를 반응시켜 얻을 수 있다.^[9] 과테크네튬산은 짙은 적색의 조해성 고체로, 강산이기 때문에 쉽게 프로톤을 제공한다.^[10]

과테크네튬산 이온(TcO₄^-)은 정사면체형 구조이며, 과테크네튬산 칼륨(KTcO₄) 결정 내 Tc - O 결합 거리는 1.724 Å이다. 과망간산 이온과는 달리, 수용액 중에서 안정적이며, 산화제로서의 작용은 약하며, 과레늄산 이온과 유사하다. 알칼리성 수용액에서는 안정적이며, HCl, HBr, HI 수용액에서는 환원된다.^[11]

수용액 내 과테크네튬산 이온의 표준 산화 환원 전위는 다음과 같다.^[12]

TcO4^-\ + 2 H^+\ + \mathit{e}^-\ \rightleftarrows\ \ TcO3(s)\ + H2O\ , $E^\circ = 0.700 \rm{V}$
TcO4^-\ + 4 H^+\ + 3 \mathit{e}^-\ \rightleftarrows\ \ TcO2(s)\ + 2 H2O\ , $E^\circ = 0.738 \rm{V}$
TcO4^-\ + 8 H^+\ + 7 \mathit{e}^-\ \rightleftarrows\ \ Tc(s)\ + 4 H2O\ , $E^\circ = 0.472 \rm{V}$

과테크네튬산 이온은 철강의 강력한 부식 억제제로 작용하지만, 아직 실용화되지는 않았다.^[11]

2. 2. 과테크네튬산 이온

과테크네튬산 이온(TcO₄^-)은 정사면체형 구조이며, 과테크네튬산 칼륨(KTcO₄) 결정 내 Tc-O 결합 거리는 1.724 Å이다. 과망간산 이온과 달리 수용액 중에서 안정적이며, 산화제로서의 작용은 약하고, 과레늄산 이온과 유사하다. 알칼리성 수용액에서는 안정적이며, HCl, HBr, HI 수용액에서는 환원된다.^[11]

수용액 내 과테크네튬산 이온의 표준 산화 환원 전위는 다음과 같다.^[12]

:

TcO_4^- + 2 H^+ + e^- \rightleftarrows TcO_3(s) + H_2O,

E|이^영어° = 0.700 V

:

TcO_4^- + 4 H^+ + 3 e^- \rightleftarrows TcO_2(s) + 2 H_2O,

E|이^영어° = 0.738 V

:

TcO_4^- + 8 H^+ + 7 e^- \rightleftarrows Tc(s) + 4 H_2O,

E|이^영어° = 0.472 V

과테크네튬산 이온은 철강의 강력한 부식 억제제로 작용하지만, 아직 실용화되지는 않았다.^[11]

2. 3. 표준 산화 환원 전위

수용액 내 과테크네튬산 이온의 표준 산화 환원 전위는 다음과 같다.^[12]

: TcO4^-\ + 2 H^+\ + ''e''^-\ \rightleftarrows\ \ TcO3(s)\ + H2O\,|TcO4^-\ + 2 H^+\ + ''e''^-\ \rightleftarrows\ \ TcO3(s)\ + H2O\,^영어 ''E''° = 0.700 V

: TcO4^-\ + 4 H^+\ + 3 ''e''^-\ \rightleftarrows\ \ TcO2(s)\ + 2 H2O\,|TcO4^-\ + 4 H^+\ + 3 ''e''^-\ \rightleftarrows\ \ TcO2(s)\ + 2 H2O\,^영어 ''E''° = 0.738 V

: TcO4^-\ + 8 H^+\ + 7 ''e''^-\ \rightleftarrows\ \ Tc(s)\ + 4 H2O\,|TcO4^-\ + 8 H^+\ + 7 ''e''^-\ \rightleftarrows\ \ Tc(s)\ + 4 H2O\,^영어 ''E''° = 0.472 V

3. 제법

테크네튬 또는 테크네튬 화합물을 질산이나 왕수와 같은 산화력이 있는 산과 반응시키거나, 물과 산화 테크네튬(VII)를 반응시켜 얻을 수 있다.^[9]

4. 응용

과테크네튬산 이온(TcO₄^-)은 철강의 강력한 부식 억제제로 작용하지만, 아직 실용화되지는 않았다.^[11] 이는 테크네튬 자체가 방사성을 띠는 희귀 원소이기 때문으로 추정된다.

참조

_[1] 서적 Technetium : Chemistry and radiopharmaceutical applications Wiley-VCH 2000
_[2] 논문 Mechanism of the solvent extraction of pertechnetate with tetraphenylarsonium chloride
_[3] 논문 A 70-Year-Old Mystery in Technetium Chemistry Explained by the New Technetium Polyoxometalate [H₇O₃]₄[Tc₂₀O₆₈]⋅4H₂O 2021-09-24
_[4] 논문 Properties of Pertechnic Acid https://pubs.acs.org[...] 2019-10-21
_[5] 논문 Speciation of heptavalent technetium in sulfuric acid: structural and spectroscopic studies http://radchem.nevad[...]
_[6] 논문 Hydration of the pertechnetate anion. DFT study https://doi.org/10.1[...] 2021-11
_[7] 논문 New Preparative Approach to Purer Technetium-99 Samples—Tetramethylammonium Pertechnetate: Deep Understanding and Application of Crystal Structure, Solubility, and Its Conversion to Technetium Zero Valent Matrix 2023-01
_[8] 논문 Density and activity of pertechnetic acid aqueous solutions at T = 298.15 K https://doi.org/10.1[...] 2015-12
_[9] 문서 Schwochau 2000
_[10] 서적 Technetium: chemistry and radiopharmaceutical applications https://books.google[...] Wiley-VCH
_[11] 서적 コットン・ウィルキンソン無機化学培風館
_[12] 서적 Standard Potentials in Aqueous Solution Marcel Dekker Inc
_[13] 서적 Technetium : Chemistry and radiopharmaceutical applications Wiley-VCH 2000
_[14] 저널 Speciation of heptavalent technetium in sulfuric acid: structural and spectroscopic studies http://radchem.nevad[...] 2017-02-14
_[15] 서적 Standard Potentials in Aqueous Solution Marcel Dekker Inc

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