염화 아연

3. 구조 및 성질

용융된 염화 아연은 녹는점에서 점성이 높고, 비교적 낮은 전기 전도성을 가지며, 온도가 증가함에 따라 전기 전도성이 현저히 증가한다.^[14][15] 라만 산란 연구 결과, 염화 아연의 점성은 중합체의 존재로 설명된다.^[16] 중성자 산란 연구는 사면체형 ZnCl4|염화아연^영어 중심의 존재를 나타내며, 이는 ZnCl2|염화아연^영어 단량체의 응집 또한 필요로 함을 의미한다.^[17]

3. 1. 결정 구조

여기서 ''a'', ''b'', ''c''는 격자 상수이고, ''Z''는 단위 세포당 구조 단위의 수이며, ρ는 구조 매개변수로부터 계산된 밀도이다.^[10][11][12]

사방정계 형태(δ)는 대기 중에 노출되면 다른 형태로 빠르게 변한다. 이는 흡수된 물에서 생성된 OH^- 이온이 재배열을 촉진하기 때문으로 설명된다.^[9] 용융된 ZnCl₂를 급격히 냉각시키면 유리가 생성된다.^[13]

3. 2. 수화물

3. 3. 물리적 성질

여기서 ''a'', ''b'', ''c''는 격자 상수이고, ''Z''는 단위 세포당 구조 단위의 수이며, ρ는 구조 매개변수로부터 계산된 밀도이다.^[10][11][12]

δ(사방정계) 형태는 대기에 노출되면 다른 형태로 빠르게 변한다. 흡수된 물에서 기인한 OH|수산화 이온^영어(-)(OH-) 이온이 재배열을 촉진한다는 설명이 가능하다.^[9] 용융된 ZnCl2|염화 아연^영어을 급격히 냉각시키면 유리가 생성된다.^[13]

용융된 ZnCl2|염화 아연^영어은 녹는점에서 점성이 높고, 비교적 낮은 전기 전도성을 가지며, 온도가 증가함에 따라 전기 전도성이 현저히 증가한다.^[14][15] 라만 산란 연구에서 점성은 중합체의 존재로 설명된다는 것이 밝혀졌다.^[16] 중성자 산란 연구는 사면체형 ZnCl4|염화 아연^영어 중심의 존재를 나타내며, 이는 ZnCl2|염화 아연^영어 단량체의 응집 또한 필요로 함을 의미한다.^[17]

4. 제조 및 정제

염화 아연은 과거에 염산과 아연 금속 또는 산화 아연을 반응시켜 제조했다. 하지만 수성 산으로는 무수 염화 아연을 생산할 수 없었다.^[21] 초기에는 다이에틸 에테르에 아연 분말을 현탁시킨 후 염화 수소를 처리하고 건조시키는 방법을 사용했으나,^[21] 현재는 산업 현장에서 용매를 사용하지 않는 방식으로 대체되었다:^[60]

:Zn + 2 HCl → ZnCl₂ + H₂

아연 금속, 탄산 아연, 산화 아연, 황화 아연 등을 염산으로 처리하면 염화 아연 수용액을 쉽게 제조할 수 있다.^[22]

:ZnS + 2 HCl + 4 H₂O → ZnCl₂(H₂O)₄ + H₂S

염화 아연 수용액을 증발시키면 수화물을 얻을 수 있는데, 증발 온도에 따라 생성되는 수화물이 달라진다. 예를 들어 실온에서 증발시키면 1.33-수화물이 생성된다.^[19][23] 증발 온도가 낮을수록 더 많은 수화물이 생성된다.^[20]

일반적으로 상업용 염화 아연에는 물과 가수 분해 생성물이 불순물로 포함되어 있다. 순수한 염화 아연을 얻기 위해서는 뜨거운 다이옥산에서 재결정하거나, 염화 수소 기체 흐름에서 승화시킨 후 건조한 질소 기체 흐름에서 400°C로 가열하는 방법이 사용된다.^[24] 또는 염화 아연을 염화 티오닐로 처리하는 간단한 방법도 있다.^[25]

4. 1. 현대적 제조 방법

4. 2. 정제 방법

5. 반응

염화 아연은 다양한 화학 반응에 참여한다.

• 아연(Zn)과 염산(HCl)의 반응을 통해 염화 아연(ZnCl₂)과 수소 기체(H₂)가 생성된다.^[18]

• 사염화아연산 음이온(ZnCl₄^2-)을 포함하는 여러 염들이 알려져 있다.^[2]

• 무수 염화 아연은 900°C까지 분해되지 않고 녹거나 끓는 특성을 지닌다. 500–700 °C에서 녹은 염화 아연에 아연 금속을 용해하면 Zn₂²⁺를 포함하는 노란색 반자성 용액이 생성된다.^[18]

• 염화 아연은 400°C 이상에서 산소와 반응하여 산화 아연으로 산화된다.^[44]

• 농축된 염화 아연 수용액은 산화 아연을 용해하여 염기성 염화 아연을 형성한다.^[45]

• 염화 아연이 금속 산화물을 용해하는 능력은 납땜용 플럭스로 사용될 수 있게 한다.^[47]

5. 1. 클로라이드 착물

5. 2. 첨가물

5. 3. 수용액에서의 반응

5. 4. 산화 환원 반응

5. 5. 염기성 염화 아연

6. 유기 합성에서의 활용

염화 아연은 유기 합성에서 다양한 역할을 수행하는 중요한 시약이다.

염화 아연은 때때로 루이스 산으로 사용된다. 염화 아연을 용매 및 촉매로 사용하여 메탄올을 헥사메틸벤젠으로 변환하는 반응이 그 예시이다.^[48]

또한, 염화 아연은 약한 친핵체인 알켄에 의한 치환 반응에서 벤질 및 알릴 할라이드를 활성화시키는 역할을 한다.^[54]

6. 1. 피셔 인돌 합성

6. 2. 프리델-크래프츠 아실화 반응

6. 3. 기타 유기 합성 반응

6. 4. 유기 아연 시약 합성

7. 용도

염화 아연은 산업 규모로 수행되는 다양한 반응에서 촉매 또는 시약으로 사용된다. 염화 암모늄과 혼합하여 플럭스로 사용되는데, 이는 염산(HCl)을 생성하고 표면 산화물과 반응하는 염화 아연의 특성을 이용한 것이다.

또한 염화 아연은 방염제로, 그리고 페브리즈와 같은 섬유 "새로고침" 제품에 사용된다.

7. 1. 산업적 유기 화학

7. 2. 야금 플럭스

7. 3. 섬유 및 제지 가공

8. 안전 및 건강

염소와 아연은 생명에 필수적이다. Zn²⁺는 카르복시펩티다아제, 탄산 탈수 효소 등 여러 효소의 구성 성분이다.^[60] 염화 아연 수용액은 급성 독성으로 문제를 일으키는 경우는 드물지만, 무수 염화 아연은 피부 및 기타 조직을 태울 수 있는 강력한 루이스 산이다. 납땜 플럭스에서 비롯된 염화 아연 섭취는 내시경 검사가 필요하다.^[62] 염화 아연은 연막탄에 사용되는 염화 아연 연막 혼합물("HC")을 통해 공급될 수 있으며, 이러한 연막은 사망으로 이어질 수 있다.^[63][64]

8. 1. 독성

8. 2. 연막탄

참조

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