염화 마그네슘
1. 개요
염화 마그네슘(MgCl₂)은 염소와 마그네슘의 화합물로, 염수나 바닷물에서 추출하며, 공업적으로는 제염의 부산물이나 카날석에서 얻는다. 무수 염화 마그네슘은 팔면체 구조를 가지며, 다양한 수화물 형태로 존재하며 조해성이 있다. 무수 염화 마그네슘은 금속 마그네슘 생산의 주요 전구체로 사용되며, 먼지 제어, 토양 안정화, 제설 작업, 영양 보충, 두부 응고제 등 다양한 용도로 활용된다. 과다 섭취 시 설사를 유발할 수 있으며, 식물에 과다 사용 시 독성을 나타낼 수 있다. 최근 염화 마그네슘이 암, 당뇨병 등에 효과가 있다고 홍보하며 판매하는 사례가 있었으나, 의학적으로 증명된 효능은 없다.
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| 다른 이름 | 염화 마그네슘 |
|---|
| CAS 등록번호 | 7786-30-3 |
|---|---|
| CAS 등록번호 (육수화물) | 7791-18-6 |
| ChEMBL | 1200547 |
| ChemSpider ID | 22987 |
| ChEBI | 6636 |
| EINECS | 232-094-6 |
| Gmelin | 9305 |
| PubChem | 24584 |
| UNII | 59XN63C8VM |
| UNII (육수화물) | 02F3473H9O |
| RTECS | OM2975000 |
| InChI | InChI=1S/2ClH.Mg/h2*1H;/q;;+2/p-2 |
| 표준 InChI | 1S/2ClH.Mg/h2*1H;/q;;+2/p-2 |
| 표준 InChI 키 | TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L |
| SMILES | Cl[Mg]Cl |
| SMILES (alternative) | [Mg+2].[Cl-].[Cl-] |
| 화학식 | MgCl2 |
|---|---|
| 몰 질량 (무수물) | 95.211 g/mol |
| 몰 질량 (육수화물) | 203.31 g/mol |
| 외관 | 흰색 또는 무색 결정성 고체 |
| 밀도 (무수물) | 2.32 g/cm³ |
| 밀도 (육수화물) | 1.569 g/cm³ |
| 녹는점 (무수물) | 714 °C |
| 녹는점 (육수화물, 급속 가열 시) | 117 °C |
| 녹는점 (육수화물, 서서히 가열 시) | 300 °C 부터 분해 |
| 끓는점 | 1412 °C |
| 용해도 (무수물, 0 °C) | 52.9 g/100 mL |
| 용해도 (무수물, 20 °C) | 54.3 g/100 mL |
| 용해도 (무수물, 100 °C) | 72.6 g/100 mL |
| 용해도 (육수화물, 20 °C) | 235 g/100 mL |
| 에탄올 용해도 | 7.4 g/100 mL (30 °C) |
| 다른 용매 용해도 | 아세톤, 피리딘에 약간 용해 |
| 굴절률 (무수물) | 1.675 |
| 굴절률 (육수화물) | 1.569 |
| 자기 감수율 | −47.4·10−6 cm³/mol |
| 결정 구조 | CdCl2 |
|---|---|
| 배위수 | (팔면체, 6-배위) |
| 표준 생성 엔탈피 | -641.1 kJ/mol |
|---|---|
| 깁스 자유 에너지 | -591.6 kJ/mol |
| 엔트로피 | 89.88 J/(mol·K) |
| 열용량 | 71.09 J/(mol·K) |
| ATC 코드 | A12CC01 |
|---|---|
| ATC 보충 | B05XA11 |
| 외부 MSDS | ICSC 0764 |
|---|---|
| 주요 위험 | 자극성 물질 |
| NFPA 704 | H: 1 F: 0 R: 0 S: |
| GHS 신호어 | 경고 (Warning) |
| 인화점 | 불연성 |
| LD50 (경구, 쥐) | 2800 mg/kg |
| 다른 음이온 | 플루오린화 마그네슘 브로민화 마그네슘 아이오딘화 마그네슘 |
|---|---|
| 다른 양이온 | 염화 베릴륨 염화 칼슘 염화 스트론튬 염화 바륨 염화 라듐 |
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마그네슘 화합물 -
몬모릴로나이트
몬모릴로나이트는 층상구조 점토광물로 이온 교환 능력과 높은 수분 흡수력을 가지며, 토목공학, 유화 작용, 티크소트로피 등의 특징을 보이고, 알칼리성 토양 및 열수 변질 작용으로 생성되어 다양한 산업 분야와 환경 정화에 활용되며 인체 건강 및 환경 영향에 대한 연구가 진행 중이다. -
마그네슘 화합물 -
산화 마그네슘
산화 마그네슘(MgO)은 높은 융점을 가진 고온 안정성 물질로, 내화물, 절연체, 의약품 등으로 사용되며, 다양한 제조 방법과 소성 온도에 따라 여러 형태가 존재하고, 생의학, 식품 첨가물, 환경 정화 등 다양한 분야에 활용되지만, 마그네슘 연소 시 자외선 발생 및 과다 복용 시 장폐색 등의 위험성이 있다. -
식품 첨가물 -
소금
소금은 염화나트륨을 주성분으로 하며, 조미료, 식품 보존, 산업, 종교 의식 등 다양한 분야에서 활용되고, 인체에 필수적인 영양소를 제공하지만 과다 섭취 시 건강 문제를 일으킬 수 있으며, 암염 채굴, 천일염 생산, 해수 증발 등의 방법으로 제조된다. -
식품 첨가물 -
베이킹파우더
베이킹파우더는 반죽을 부풀리는 팽창제로, 탄산수소나트륨, 산성제, 완충 물질이 수분과 반응하여 이산화탄소를 생성하며, 단일 작용과 이중 작용으로 나뉘고, 베이킹소다와 달리 산성 재료 유무와 관계없이 사용 가능하다. -
염화물 -
염산
염산은 염화수소 수용액으로, 자비르 이븐 하이얀에 의해 처음 발견되어 르블랑 공정을 통해 대량 생산되었으며, 현재는 유기 화합물 생산의 부산물로 얻어져 산업 전반에 사용되지만 강한 부식성으로 취급에 주의해야 하는 강산성 무기산이다. -
염화물 -
클로로포름
클로로포름은 화학식 CHCl3을 갖는 무색의 휘발성 액체 유기 화합물로, 마취 효과가 있어 과거에 마취제로 사용되었으나 독성 문제로 현재는 냉매 생산, 유기 용매 등으로 사용되며, 발암 가능성과 유독 물질 생성 위험으로 취급에 주의가 필요하고 사용을 줄이는 추세이다.
2. 생산
염화 마그네슘은 염수 또는 바닷물에서 추출할 수 있다. 북아메리카에서는 주로 그레이트솔트호 염수에서 생산된다. 요르단 계곡에서는 사해에서 얻는다. 광물인 비스호파이트(MgCl₂·6H₂O)는 예를 들어 북서 유럽의 체히슈타인 해저와 같이 고대 해저에서 용액 채굴을 통해 추출된다. 일부 매장지는 원시 해양의 높은 염화 마그네슘 함량으로 인해 생성된다. 해수의 증발을 통해 일부 염화 마그네슘이 만들어진다.
다우 공정에서는 염산을 사용하여 수산화 마그네슘으로부터 염화 마그네슘을 재생산한다.
:Mg(OH)₂(s) + 2 HCl(aq) → MgCl₂(aq) + 2 H₂O(l)
탄산 마그네슘으로부터도 유사한 반응으로 제조할 수 있다. 염산에 수산화마그네슘을 녹여 중화시키고 농축하면 6수화물이 석출된다.
: 2HCl + Mg(OH)2 → MgCl2 + 2H2O
또한 염산에 마그네슘을 가하면 수소를 발생시키면서 녹는데, 그때 염화마그네슘이 생성된다. 그 과정을 화학식으로 나타내면 다음과 같다.
: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 (^)
공업적으로는 제염의 부산물로 해수에서 추출된다. 또한 칼륨과의 복염인 카날석(KCl·MgCl₂·6H₂O)에서도 얻을 수 있다.
3. 구조
무수 염화 마그네슘(MgCl₂)은 염화 카드뮴 모티프로 결정화되며, 팔면체 Mg 중심을 특징으로 한다. 여러 수화물(MgCl₂·nH₂O)이 알려져 있으며, 가열하면 물을 잃는다. 여기서 n = 12, 8, 6, 4, 2이다. 육수화물에서 Mg²⁺는 여섯 개의 물 리간드에 배위되어 팔면체 분자 구조를 이룬다.
4. 성질 및 제조
무수 염화 마그네슘(MgCl₂)은 헥사암민마그네슘 이염화물([Mg(NH₃)₆](²⁺)(Cl⁻)₂)을 가열하여 생산할 수 있다. 수화물(MgCl₂·nH₂O)의 열탈수는 간단하게 일어나지 않는다.
무수 염화 마그네슘(MgCl₂)은 약한 루이스 산이다. 염화 마그네슘은 흡습성을 가지며, 공기 중의 수분을 흡수하여 액체로 변할 수 있다.
염산에 수산화 마그네슘을 녹여 중화시키고 농축하면 6수화물이 석출된다.
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또한 염산에 마그네슘을 가하면 수소를 발생시키면서 녹는데, 이때 염화 마그네슘이 생성된다.
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공업적으로는 제염의 부산물로 해수에서 추출된다. 또한 칼륨과의 복염인 카날석(KCl·MgCl₂·6H₂O)에서도 얻을 수 있다. 일반적으로 6수화물 형태로 시판되며, 물과 에탄올에 매우 잘 녹는다. 수용액은 극히 미량만 가수분해되어 거의 중성이지만, 염기성 조건에서는 수산화 마그네슘이 침전한다.
6수화물을 강하게 가열하면 염기성염을 생성하므로, 탈수를 통해 무수물을 얻는 것은 어렵다.
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무수물을 제조하려면 염화 수소 기류 중 또는 염화 암모늄을 첨가하여 가열한다.
5. 용도
염화 마그네슘은 금속 마그네슘 생산의 주요 전구체이다. 용융염 전기분해를 통해 금속 마그네슘을 생산하는데, 음극에서는 마그네슘이 생성되고, 양극에서는 염소 기체가 발생한다.
먼지 제어, 토양 안정화, 풍력 침식 완화에도 사용된다. 지글러-나타 촉매의 담체로 사용되어 폴리올레핀 생산에 기여하며, 알돌 반응에서 루이스 산 촉매로도 사용된다.
고속도로, 보도, 주차장 등의 제설제로 사용되어 얼음 형성을 방지한다. 염화 마그네슘은 얼음이 도로에 달라붙는 것을 막아 제설차 작업 효율을 높인다. 다만, 염화칼슘보다 콘크리트 손상 속도는 느리지만, 환경 오염을 유발할 수 있으므로 사용량 조절이 필요하다.
영양기능식품 및 의약품에 사용되어 마그네슘 보충에 도움을 준다. 두부 제조 시 응고제(간수)로 사용되는데, 일본에서는 니가리(にがり), 중국에서는 루슈이(卤水)라고 불리며, 해수에서 얻은 천연 염화 마그네슘이다.
엽면 시비를 통해 식물의 마그네슘 결핍을 교정하는 데 사용될 수 있다. 하지만 염소 성분 때문에 과다 사용 시 독성이 나타날 수 있으므로 주의해야 한다. 농업 폐기물과 소변에서 인을 침전시키는 데 사용된다. 동결방지제, 방진제, 방화제 제조의 원료, 관장액 등의 제조에도 사용된다.