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아세트산 납(II)

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목차

1. 개요

아세트산 납(II)는 납과 아세트산의 화합물로, '토성의 소금'으로도 불리며 단맛이 있어 과거 감미료로 사용되었으나, 납 중독의 위험성 때문에 현재는 사용이 금지되었다. 고대 로마 시대에는 포도즙을 끓여 만든 시럽인 사파에 사용되어 납 중독의 원인이 되기도 했으며, 작곡가 베토벤의 사망 원인으로 추정되기도 한다. 아세트산 납(II)는 황화수소 검출, 염료의 매염제, 페인트 건조제 등 다양한 용도로 사용되기도 한다.

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아세트산 납(II) - [화학 물질]에 관한 문서
일반 정보
아세트산 납(II)의 골격 구조
아세트산 납(II)의 골격 구조
독성 납 설탕 또는 아세트산 납(II)
독성 납 설탕 또는 아세트산 납(II)
IUPAC 이름아세트산 납(II)
계통명에탄산 납(II)
다른 이름아세트산 납(II)
연당(鉛糖)
납 다이아세테이트
염(鹽) 사투르누스
글라르 가루
식별 정보
CAS 등록 번호301-04-2
CAS 등록 번호 (삼수화물)6080-56-4
CAS 등록 번호 (염기성)1335-32-6
UNIIKL498O6790
UNII (삼수화물)RX077P88RY
UNII (염기성)BW7DT27250
EC 번호206-104-4
펍켐(PubChem) CID16685321
ChemSpider ID8956
RTECS 번호OF8050000
MeSH 이름납 아세테이트
ChEBI31767
ChEMBL1909062
KEGG해당 없음
스마일즈(SMILES)CC(=O)[O-].CC(=O)[O-].[Pb+2]
표준 InChI1S/2C2H4O2.Pb/c2*1-2(3)4;/h2*1H3,(H,3,4);/q;;+2/p-2
표준 InChIKeyGUWSLQUAAYEZAF-UHFFFAOYSA-L
물성
화학식Pb(C2H3O2)2
몰 질량325.29 g/mol (무수물), 379.33 g/mol (삼수화물)
외관흰색 분말 또는 무색의 조해성 결정
냄새약간의 아세트산 냄새
밀도3.25 g/cm3 (20 °C, 무수물), 2.55 g/cm3 (삼수화물), 1.69 g/cm3 (십수화물)
녹는점280 °C (무수물), 75 °C (삼수화물) 분해, 22 °C (십수화물)
끓는점분해
용해도 (물)무수물:
19.8 g/100 mL (0 °C)
44.31 g/100 mL (20 °C)
69.5 g/100 mL (30 °C)
218.3 g/100 mL (50 °C)
용해도 (다른 용매)무수물 및 삼수화물은 알코올, 글리세롤에 용해됨
용해도 (메탄올)무수물: 102.75 g/100 g (66.1 °C)
삼수화물: 74.75 g/100 g (15 °C), 214.95 g/100 g (66.1 °C)
용해도 (글리세롤)무수물: 20 g/100 g (15 °C)
삼수화물: 143 g/100 g (20 °C)
굴절률1.567 (삼수화물)
자기 감수율−89.1·10−6 cm3/mol
구조
결정 구조단사정계 (무수물, 삼수화물), 사방정계 (십수화물)
열화학
표준 생성 엔탈피−960.9 kJ/mol (무수물), −1848.6 kJ/mol (삼수화물)
위험성
주요 위험신경독성, 인체 발암 가능성 물질
GHS 그림 문자
신호어위험
H 문구H360, H373, H410
P 문구P201, P273, P308+313, P501
NFPA 704건강: 2
화재: 1
반응성: 1
인화점불연성
LD50400 mg/kg (쥐, 경구)
LCLo300 mg/kg (개, 경구)
관련 화합물
관련 양이온아세트산 납(IV)

2. 역사

연금술사들은 납을 토성에 비유했기 때문에 아세트산 납을 ‘토성의 소금(salt of Saturn)’이라고도 불렀다. 역사적으로 단맛이 있어 감미료로 사용되었다.

고대 로마에서는 꿀 외에 구할 수 있는 감미료가 적었다. 그래서 완숙시킨 포도의 과즙(무스트)을 납으로 코팅된 청동기로 끓여 얻는 사파(sapa)라고 불리는 시럽을 만들어 감미료로 사용했다.[11] 이 시럽은 살균 효과도 있어 당시 와인의 단맛을 내거나 과일을 보존하는 데 사용되었다.[12] 그러나 제조 과정에서 청동기에 코팅된 아세트산 납 등의 납 화합물이 가열에 의해 녹아 들어갔으며, 눌어붙는 것을 방지하기 위해 저을 때 피막이 손상되어 더 많은 납 화합물이 시럽에 녹아 들어갔다.[12]

베토벤이 만년에 청력을 잃게 된 원인으로 납 중독이라는 설이 있다.[17] 현대에는 그 독성이 잘 알려져 사용되지 않는다.

2. 1. 고대 로마 시대의 감미료 사용

고대 로마인들은 꿀 외에는 감미료가 거의 없었기에, 납 냄비에 머스트(여과되지 않은 포도즙)를 끓여 ''데프루텀''이라는 감미료 시럽을 만들었고, 이를 다시 농축하여 ''사파''를 만들었다.[12] 이 시럽은 포도주에 단맛을 내기 위해 숙성해야 하는 시간을 줄여주고 과일의 단맛을 높여주는 등 감미료로 애용되었다.[11] 하지만, 시럽으로 침출된 아세트산 납(II) 또는 기타 납 화합물이 이를 섭취한 사람들에게 납 중독을 일으켰을 가능성이 있다.[12] 당시 와인을 즐겨 마시던 사람이 이러한 시럽을 첨가했기 때문에 납 중독이 되었을 가능성을 부인할 수 없으며, 많은 황제 등 고대 로마의 기록에 남는 유명한 인물의 발광과 죽음의 원인이 되었다고 생각하는 연구자가 있다.

2. 2. 유명 인물들의 중독 사례

다른 납(II) 염과 마찬가지로, 아세트산 납(II)은 단맛이 나서 과거에 와인과 식품 모두에서 설탕 대체재로 사용되었다.[11]

고대 로마인들은 꿀 외에는 감미료가 거의 없었기에, 납 냄비에 머스트 (여과되지 않은 포도즙)를 끓여 ''데프루텀''이라는 감미료 시럽을 만들었고, 이를 다시 농축하여 ''사파''를 만들었다. 이 시럽은 와인을 달게 하고 과일을 달게 하며 보존하는 데 사용되었다. 시럽으로 침출된 아세트산 납(II) 또는 기타 납 화합물이 이를 섭취한 사람들에게 납 중독을 일으켰을 가능성이 있다.[12] 아세트산 납은 그 독성이 알려지면서 더 이상 감미료 생산에 사용되지 않는다. 와인 감미료로 사용을 금지하는 법률은 수십 년 후에 그 존재를 감지하는 화학적 방법이 개발된 후에야 효력을 발휘했다.[13]

아세트산 납에 의한 최초의 확인된 중독은 1047년 10월에 사망한 교황 클레멘스 2세의 사례이다. 20세기 중반에 실시된 그의 유해 독성학적 검사 결과, 수 세기 동안 이어진 그가 납 설탕으로 중독되었다는 소문을 확인했다.[14] 그가 암살되었는지는 불분명하다.

1787년 화가이자 전기 작가인 알베르트 크리스토프 디에스는 실수로 약 약 85.05g의 아세트산 납을 삼켰다. 이 독으로 인한 그의 회복은 느리고 불완전했다. 그는 1822년 사망할 때까지 질병을 안고 살았다.[15][16]

아세트산 납을 감미료로 사용하는 것은 이미 불법이었지만, 작곡가 루트비히 판 베토벤은 아세트산 납으로 변조된 와인으로 인해 납 중독으로 사망했을 수 있다 (베토벤의 간 참조).[17][18]

1887년, 아일랜드 더블린의 클론실라 하우스에 있는 윌리엄 홀웨이 스티즈 대위의 사냥 말 38마리가 마구간에서 중독되었다. 최소 10마리의 사냥 말이 죽었다. "광범위한 위탁 판매인"인 스티즈 대위는 이전에 브레이 및 그레이스톤스 코치에 말을 공급했다. 그들은 독성 아세트산 납으로 단맛을 낸 겨 섞인 죽을 먹었던 것으로 밝혀졌다.[19]

2. 3. 기타 역사적 사용

연금술사들은 납을 토성에 비유했기 때문에 아세트산 납을 ‘토성의 소금(salt of Saturn)’이라고도 불렀다. 납(II) 아세트산염은 중세 시대에 불쏘시개를 만드는 데에도 사용되었다. 이것은 리사지라고 불리는 납(II) 산화물의 자연 형태와 식초를 섞어 만들었다.

납의 설탕은 가열 시 아마인유에 첨가되어 "끓인" 아마인유를 생산하는 데 권장되는 물질이었으며, 납과 열은 원유보다 오일이 더 빨리 경화되도록 작용했다.[27]

납(II) 아세트산염("토성의 소금")은 아세톤을 합성하는 데 사용되었으며, 17세기에 토성의 소금으로 만들어졌고 납 화합물로 여겨져 "토성의 정령"이라고 알려졌다.[28]

3. 제조 방법

아세트산 납(II)은 아세트산과 과산화 수소에서 원소 납을 끓여서 만들 수 있다. 이 방법은 탄산 납(II) 또는 산화 납(II)로도 가능하다.

아세트산 납(II)은 아세트산에 산화 납(II)를 용해시켜서 만들 수도 있다.[7]

단일 치환 반응을 통해 아세트산 구리와 납 금속 사이에서도 아세트산 납(II)을 만들 수 있다.

4. 구조

무수 아세트산 납(II)의 결정 구조는 2차원 배위 고분자로 묘사된다. 반면, 아세트산 납(II) 3수화물의 구조는 1차원 배위 고분자이다.[8] 3수화물에서 Pb2+ 이온의 배위권은 3개의 물 분자, 2개의 이배위 아세테이트 그룹 및 2개의 가교 아세테이트 그룹에 속하는 9개의 산소 원자로 구성된다. Pb에서의 배위 기하학은 단일 덮개 사각 반각기둥이다.[9][10] 3수화물은 열분해되어 반수화물 Pb(OAc)2·½H2O, Pb4O(OAc)6 및 Pb2O(OAc)2와 같은 염기성 아세테이트로 분해된다.[8]

무수물과 3수화물 결정 구조 비교
무수물[8]Pb(OAc)2영어3수화물[9][10]Pb(OAc)2·3H2O영어
납
배위
구
강하게 결합된
집합

2차원 시트

1차원 사슬
약하게 결합된
집합

접촉하는 소수성 표면으로 적층된 시트

수소 결합으로 연결된 사슬


5. 용도

아세트산 납(II)은 다른 납 화합물(예: 탄산염)의 전구체이다. 염료의 매염제[32], 머리 염색용 염료의 주성분(저농도), 페인트나 바니시의 건조제로 사용된다. 유기 화합물에서 황 검출 시, 금속 나트륨 사용으로 생성되는 황화 나트륨 검출에 사용되며, 이때 황화 납(II)의 검은색 침전이 생성된다. 린들러 촉매의 촉매독이나 다른 납 화합물 합성에도 사용된다.

5. 1. 현대적 용도

아세트산 납(II) 종이는 유독 가스인 황화 수소를 감지하는 데 사용된다. 가스는 습윤한 시험지 위의 아세트산 납(II)과 반응하여 황화 납(II)의 회색 침전물을 형성한다.

아세트산 납(II) 수용액은 1:1 비율의 과산화 수소와 흰색 식초 (아세트산)를 사용하여 스테인리스강 화기 소음기 (사일렌서) 및 머즐 브레이크의 청소 및 유지 관리 과정에서 부산물로 생성된다. 이 용액은 과산화 수소의 기포 작용에 의해 교반되며, 주된 반응은 과산화 수소에 의한 납의 산화와 이어서 아세트산에 의한 산화 납의 용해로 아세트산 납이 형성된다. 높은 독성으로 인해 이 화학 용액은 화학 처리 시설 또는 유해 물질 센터에서 적절하게 폐기해야 한다. 또는, 이 용액은 황산과 반응하여 거의 용해되지 않는 황산 납(II)를 침전시킬 수 있다. 고체는 기계적 여과로 제거할 수 있으며 수용성 아세트산 납보다 폐기하기 더 안전하다.

염료의 매염제로 사용된다.[32] 머리 염색용 염료의 주성분으로 저농도로 사용된다. 페인트나 바니시의 건조제로도 사용된다. 또한, 유기 화합물 중의 황 검출 시 금속 나트륨을 사용했을 때 생성되는 황화 나트륨을 검출하는 데 사용된다. 이때 황화 납(II)의 검은색 침전이 생성된다. 또한, 린들러 촉매의 촉매독으로도 사용된다. 다른 납 화합물의 합성에도 사용된다.

5. 2. 과거의 용도 (현재는 사용되지 않음)

연금술사들은 납을 토성에 비유했기 때문에 아세트산 납을 ‘토성의 소금(salt of Saturn)’이라고도 불렀다. 다른 납염들처럼 단맛이 나 설탕의 대체재로 사용되었다.[11] 고대 로마인들은 납 냄비에 포도즙이나 식초를 끓여 아세트산 납을 만들었으며, 사파라고 불렀다. 이 시럽은 포도주에 단맛을 내기 위해 숙성해야 하는 시간을 줄여주고 과일의 단맛을 높여주는 등 감미료로 애용되었지만, 함유되어 있는 아세트산 납으로 인해 납 중독을 야기했다.[12] 현대에는 감미료로서의 사용이 금지되어 있다. 와인 감미료로 사용을 금지하는 법률은 수십 년 후에 그 존재를 감지하는 화학적 방법이 개발된 후에야 효력을 발휘했다.[13]

아세트산 납에 의한 최초의 확인된 중독은 1047년 10월에 사망한 교황 클레멘스 2세의 사례이다. 20세기 중반에 실시된 그의 유해 독성학적 검사 결과, 수 세기 동안 이어진 그가 납 설탕으로 중독되었다는 소문을 확인했다.[14] 그가 암살되었는지는 불분명하다.

1787년 화가이자 전기 작가인 알베르트 크리스토프 디에스는 실수로 약 약 85.05g의 아세트산 납을 삼켰다. 이 독으로 인한 그의 회복은 느리고 불완전했다. 그는 1822년 사망할 때까지 질병을 안고 살았다.[15][16]

아세트산 납을 감미료로 사용하는 것은 이미 불법이었지만, 작곡가 루트비히 판 베토벤은 아세트산 납으로 변조된 와인으로 인해 납 중독으로 사망했을 수 있다 (베토벤의 간 참조).[17][18]

1887년, 아일랜드 더블린의 클론실라 하우스에 있는 윌리엄 홀웨이 스티즈 대위의 사냥 말 38마리가 마구간에서 중독되었다. 최소 10마리의 사냥 말이 죽었다. "광범위한 위탁 판매인"인 스티즈 대위는 이전에 브레이 및 그레이스톤스 코치에 말을 공급했다. 그들은 독성 아세트산 납으로 단맛을 낸 겨 섞인 죽을 먹었던 것으로 밝혀졌다.[19]

아세트산 납(II)과 연백은 역사적으로 화장품에 사용되어 왔다.[20] 한때 남성용 염색 제품[21], 예를 들어 그레시안 포뮬러(Grecian Formula)에 사용되었다. 제조업체는 2018년까지 제품에서 아세트산 납을 제거하지 않았다. 아세트산 납은 점진적인 착색제로서 시트르산 비스무스로 대체되었다. 2005년부터 캐나다 보건부(Health Canada)는 발암성 및 생식 독성 가능성을 보여주는 테스트를 근거로 하여 화장품에서의 사용을 금지했으며 (2006년 말부터 시행), 유럽 연합에서도 금지되었다.[22]

아세트산 납(II) 용액은 젖꼭지 통증에 대한 민간 요법으로 흔히 사용되었다.[23] 현대 의학에서는 한동안 수렴제로 굴라르드 추출액 형태로 사용되었으며, 독성 덩굴 치료에도 사용되었다.[24]

1850년대에 메리 시콜은 파나마에서 발생한 콜레라 유행병에 대처하기 위해 다른 치료법과 함께 아세트산 납(II)을 사용했다.[25][26]

6. 위험성

아세트산 납(II)은 납 중독의 원인 물질 중 하나이다. 아세트산 납(II) 등의 납 화합물은 태반을 통과하여 배아에 도달해 태아 사망을 초래할 수 있으며, 특정 종의 동물에게는 기형 유발성도 가지고 있다고 보고되고 있다.

6. 1. 산업 현장에서의 부산물

기체 형태의 황화수소 화합물을 검출하기 위해 사용된다.[1] 또한, 소음기와 보정기 유지 보수에 사용되는 금속 제조 과정에서 부산물로 나온다.[1]

아세트산 납(II) 수용액은 1:1 비율의 과산화 수소와 흰색 식초 (아세트산)를 사용하여 스테인리스강 화기 소음기 및 머즐 브레이크의 청소 및 유지 관리 과정에서 부산물로 생성된다.[1] 이 용액은 과산화 수소의 기포 작용에 의해 교반되며, 주된 반응은 과산화 수소에 의한 납의 산화와 이어서 아세트산에 의한 산화납의 용해로 아세트산 납이 형성된다.[1] 높은 독성으로 인해 이 화학 용액은 화학 처리 시설 또는 유해 물질 센터에서 적절하게 폐기해야 한다.[1] 또는, 이 용액은 황산과 반응하여 거의 용해되지 않는 황산 납(II)를 침전시킬 수 있다.[1] 고체는 기계적 여과로 제거할 수 있으며 수용성 아세트산 납보다 폐기하기 더 안전하다.[1]

참조

[1] 웹사이트 Lead(II) acetate http://chemister.ru/[...]
[2] 서적 Handbook of Inorganic Chemicals The McGraw-Hill Companies, Inc.
[3] 웹사이트 Lead(II) acetate trihydrate http://chemister.ru/[...]
[4] Sigma-Aldrich 2014-06-08
[5] IDLH
[6] 웹사이트 Lead Acetate in 'Progressive' Hair Dye Products https://www.fda.gov/[...] 2021-10-07
[7] Greenwood&Earnshaw2nd
[8] 간행물 Unraveling the Decomposition Process of Lead(II) Acetate: Anhydrous Polymorphs, Hydrates, and Byproducts and Room Temperature Phosphorescence
[9] 간행물 Crystal structure of lead acetate trihydrate
[10] 간행물 Carbon-13 CP/MAS NMR and crystallographic investigations of the structure and solid-state transformations of lead(II) acetate trihydrate
[11] 뉴스 The Disturbingly Long History of Lead Toxicity in Winemaking. https://www.winemag.[...] Anna Archibald 2020-07-30
[12] 웹사이트 Lead Poisoning and Rome https://penelope.uch[...] 2024-05-05
[13] citation Hazardous Metals in the Environment https://books.google[...] Elsevier
[14] 문서 Vergiftungsnachweis an den Resten einer 900 Jahre alten Leiche 1959
[15] EB1911
[16] 서적 Biographische Nachrichten von Joseph Haydn nach mündlichen Erzählungen desselben entworfen und herausgegeben Camesinaische Buchhandlung
[17] 웹사이트 Beethoven und Blei: Tödliches Zusammenspiel https://www.pharmaze[...] 2024-12-17
[18] 웹사이트 Beethoven litt unter Bleivergiftung http://www.3sat.de/3[...] 2020-02-24
[19] 뉴스 Weekly Irish Times 1887-10-15
[20] 문서 The Artificial Face: A History of Cosmetics 1973
[21] 웹사이트 Lead Based Hair Products: Too Hazardous for Household Use - Results https://web.archive.[...] 1997-01-02
[22] 웹사이트 Can West News Service: Grecian Formula in a grey zone after ban http://www.canada.co[...]
[23] 웹사이트 The American Frugal Housewife, by Lydia M. Child https://www.gutenber[...]
[24] 서적 Laboratory manual in biology American Book Company
[25] 서적 Wonderful Adventures of Mrs. Seacole in Many Lands Oxford University Press
[26] 서적 Mary Seacole: The Charismatic Black Nurse who became a heroine of the Crimea Constable
[27] 서적 Oil colours and printers' inks a practical handbook treating of linseed oil, boiled oil, paints, artists' colours, lampblack, and printers' inks, black and coloured Scott, Greenwood
[28] 문서 History of acetone (1600–1850) 1962
[29] 간행물 酢酸鉛 岩波書店 1981-02-24
[30] 간행물 Saturn 3.Alch. https://archive.org/[...] Claredon Press
[31] 간행물 Goulard powder https://archive.org/[...] The pharmaceutical press
[32] 간행물 さくさんなまり https://books.google[...] 商工会館出版部
[33] URL http://chemister.ru/[...]
[34] 서적 Handbook of Inorganic Chemicals The McGraw-Hill Companies, Inc.
[35] URL http://chemister.ru/[...]
[36] 간행물 Sigma-Aldrich 2014-06-08
[37] 간행물 IDLH


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