염소산
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1. 개요
염소산은 화학식 HClO₃를 갖는 무기산이다. 염소산은 염소산 바륨을 황산으로 탈수시키거나, 하이포아염소산을 가열하여 제조할 수 있다. 염소산은 불균등화 반응에 대해 열역학적으로 불안정하며, 30% 농도까지는 차가운 수용액에서 안정하지만, 농도가 40% 이상이거나 가열 시 분해되어 과염소산, 물, 산소, 염소, 이산화 염소 등을 생성한다. 염소산은 강력한 산화제이며, 대부분의 유기 물질이나 가연성 물질과 접촉 시 급격히 연소된다. 염소산염은 염소산의 염으로, 화약, 폭약의 원료 및 표백제로 사용되며, 대한민국 소방법에 따라 위험물 제1류로 지정되어 관리된다.
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염소산 - [화학 물질]에 관한 문서 | |
---|---|
개요 | |
이름 | 염소산 |
다른 이름 | 염소산(V) |
화학식 | HClO3 |
몰 질량 | 84.45914 g mol−1 |
외관 | 무색 용액 |
밀도 | 1 g/mL (용액, 근사치) |
용해도 | >40 g/100 ml (20 °C) |
짝염기 | 염소산염 |
pKa | 약 −1 |
분자 모양 | 삼각뿔형 |
식별 정보 | |
ChemSpider ID | 18513 |
PubChem | 19654 |
EC 번호 | 232-233-0 |
UN 번호 | 2626 |
UNII | Z0V9L75H3K |
InChI | 1/ClHO3/c2-1(3)4/h(H,2,3,4) |
SMILES | O[Cl+2]([O-])[O-] |
InChIKey | XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYAG |
CAS 등록번호 | 7790-93-4 |
위험성 | |
주요 위험 | 산화제, 부식성 |
GHS 신호어 | 위험 |
NFPA 704 | NFPA-H: 3 NFPA-F: 0 NFPA-R: 2 NFPA-S: OX |
관련 화합물 | |
다른 음이온 | 브롬산 요오드산 |
다른 양이온 | 염소산 암모늄 염소산 나트륨 염소산 칼륨 |
관련 화합물 | 염산 차아염소산 아염소산 과염소산 |
구조 | |
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2. 제법
염소산은 염소산 바륨을 황산으로 탈수시키거나, 하이포아염소산을 가열하는 등 다양한 방법으로 제조할 수 있다. 염소산염은 끓는 물에 용해해야 하며, 산은 혼합하기 전에 물에 약간 희석하여 가열해야 한다. 또한, 양이온 교환 수지와 염소산 나트륨(NaClO3)과 같은 가용성 염을 사용하여 최대 10% 농도의 용액을 생성할 수 있다. 어떤 방식으로 생산되든, 염소산은 H2SO4 위의 진공 건조기에서 최대 40%까지 농축될 수 있다.[2]
2. 1. 염소산 바륨과 황산의 반응
염소산 바륨 수용액과 묽은 황산을 혼합하면 불용성 황산 바륨이 침전되고, 염소산 수용액이 생성된다.[2] 반응식은 다음과 같다.:Ba(ClO3)2 + H2SO4 → 2HClO3 + BaSO4
2. 2. 하이포아염소산의 가열
하이포아염소산을 가열하면 염소산과 염화 수소가 생성된다.[2]: 3HClO → HClO3 + 2 HCl
2. 3. 기타 제법
양이온 교환 수지와 염소산 나트륨(NaClO3)을 반응시켜 염소산을 얻을 수 있다. 이때, Na+ 양이온은 H+와 교환된다.[2]3. 화학적 성질
염소산은 불균등화 반응에 대해 열역학적으로 불안정하다. 염소산 수용액은 강산이며, 강력한 산화제이므로 표백 작용이 있다.
묽은 황산과 염소산 바륨 수용액을 혼합하면 불용성인 황산 바륨이 침전되어 염소산 수용액이 생성된다.
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3. 1. 안정성
염소산은 차가운 수용액에서 약 30% 농도까지 안정하며, 감압 하에서 주의 깊게 증발시키면 최대 40% 농도까지 농축할 수 있다. 이러한 농도 이상에서는 염소산 용액이 분해되어 다음과 같은 다양한 생성물을 생성한다.반응식 |
---|
8 HClO3 → 4 HClO4 + 2 H2O + 2 Cl2 + 3 O2 |
3 HClO3 → HClO4 + H2O + 2 ClO2 |
3. 2. 분해 반응
염소산은 불균등화 반응에 대해 열역학적으로 불안정하다.[1]염소산은 30% 정도의 농도까지는 차가운 수용액에서 안정하며, 감압 하에서 주의 깊게 증발시키면 최대 40%의 용액을 제조할 수 있다.[1] 이러한 농도 이상, 혹은 가열하면 염소산 용액은 분해되어 과염소산, 물, 산소, 염소, 이산화 염소 등 다양한 생성물을 생성한다.[1]
:8HClO3 → 4HClO4 + 2H2O + 2Cl2 + 3 O2
:3HClO3 → HClO4 + H2O + 2 ClO2
4. 위험성
5. 염소산염
염소산염은 염소산(HClO3)의 염으로, 불안정하며 폭발성이 있어 화약, 폭약의 원료 및 표백제로 사용된다. 이러한 특성 때문에 대한민국에서는 위험물 제1류로 지정하여 관리하고 있다.[1]
5. 1. 주요 염소산염
다음은 주요 염소산염이다.- NaClO3
- KClO3
- NH4ClO3
- Ca(ClO3)2
- Ba(ClO3)2
- Zn(ClO3)2
- AgClO3
염소산염은 모두 불안정하여 취급에 주의해야 한다. 화약이나 폭약의 원료로 사용되며, 표백에도 사용된다. 일본에서는 소방법에 따라 염소산염류를 위험물 제1류로 지정하고 있다.
5. 2. 대한민국 내 규제
대한민국에서는 소방법에 따라 염소산염류를 위험물 제1류로 지정하여 관리하고 있다.[1] 이는 염소산염의 불안정성과 위험성을 고려한 조치이다.참조
[1]
서적
Lehrbuch der anorganischen Chemie
2007
[2]
서적
Handbook of Preparative Inorganic Chemistry
https://archive.org/[...]
Academic Press
1963
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