황산 수소 나트륨
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1. 개요
황산 수소 나트륨은 만하임 공정의 중간 생성물로 생산되며, 염화 나트륨과 황산의 반응을 통해 얻을 수 있다. 이 과정에서 염산이 부산물로 생성된다. 황산 수소 나트륨은 pH 조절, 세척제, 섬유 산업, 가금류 깔짚 처리제, 식품 첨가물 등 다양한 용도로 사용된다. 식품 첨가물로 사용될 때는 E514ii로 표시되며, 미국 식품의약국(FDA)에서는 일반적으로 안전하다고 인정되는 물질(GRAS)로 분류된다. 특정 극피동물에게는 유독하지만 다른 생명체에는 비교적 무해하여 가시관 불가사리 발생 억제에도 사용된다.
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| 황산 수소 나트륨 - [화학 물질]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 일반 정보 | |
 | |
| |
| |
| IUPAC 명칭 | 황산 수소 나트륨 |
| 다른 이름 | 산성 황산 나트륨 중황산 나트륨 (소디오옥시)술폰산 |
| 식별 | |
| CAS 등록번호 | 7681-38-1 |
| CAS 등록번호 (일수화물) | 10034-88-5 |
| 화학 스파이더 ID | 56397 |
| RTECS | VZ1860000 |
| ChEMBL | 1200488 |
| EINECS | 231-665-7 |
| PubChem CID | 516919 |
| UNII | BU8V88OWIQ |
| UNII (일수화물) | 3KLS9Y77YJ |
| UN 번호 | 2837 |
| SMILES | [Na+].[O-]S(=O)(=O)O |
| InChI | 1/Na.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+1;/p-1 |
| InChIKey | WBHQBSYUUJJSRZ-REWHXWOFAO |
| 표준 InChI | 1S/Na.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+1;/p-1 |
| 표준 InChIKey | WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M |
| 속성 | |
| 화학식 | NaHSO4 |
| 몰 질량 | 120.06 g/mol (무수물) 138.07 g/mol (일수화물) |
| 외형 | 흰색 고체 |
| 밀도 | 2.742 g/cm3 (무수물) 1.8 g/cm3 (일수화물) |
| 용해도 | 28.5 g/100 mL (25 °C) 100 g/100 mL (100 °C) |
| 다른 용매에 대한 용해도 | 암모니아에 불용 |
| pKa | 1.99 |
| 녹는점 | 58.5 °C (일수화물) 315 °C (무수물) |
| 끓는점 | 315°C에서 Na2S2O7 (+ H2O)으로 분해 |
| 구조 | |
| 결정 구조 | 삼사정계 (무수물) 단사정계 (일수화물) |
| 열화학 | |
| 표준 생성 엔탈피 | -1125.5 kJ mol-1 |
| 엔트로피 | 113.0 J mol-1K-1 |
| 위험성 | |
| 외부 MSDS | 외부 MSDS |
| NFPA 704 | H: 2 F: 0 R: 1 |
| 인화점 | 불연성 |
| GHS 그림 문자 | 부식성 |
| 신호어 | 위험 |
| H 문구 | H318 |
| P 문구 | P280 P305+P351+P338 P310 |
| 관련 화합물 | |
| 다른 음이온 | 황산 나트륨 |
| 다른 양이온 | 황산 수소 칼륨 |
2. 생산
황산 수소 나트륨은 만하임 공정의 중간 생성물로 생산되거나, 다른 무기산 생산 과정에서 부산물로 생성될 수 있다. 또한, 수산화 나트륨과 황산을 반응시키거나, 염화 나트륨과 황산을 고온에서 반응시켜 생산할 수도 있다.[1]
다른 많은 무기산의 생산 과정에서, 해당 산의 나트륨 염과 과량의 황산을 반응시켜 황산 수소 나트륨을 부산물로 얻을 수 있다.
:NaX + H2SO4 → NaHSO4 + HX (X− = CN−, NO3−, ClO4−)
생성된 산 HX는 반응물보다 끓는점이 낮아 증류를 통해 반응 혼합물로부터 분리된다.
2. 1. 만하임 공정
황산 수소 나트륨은 만하임 공정의 중간 생성물로 생산된다. 만하임 공정은 염화 나트륨과 황산의 반응을 포함하는 산업 공정이다.[1]: NaCl + H2SO4 → HCl + NaHSO4
황산 수소 나트륨 생성 과정은 매우 발열 반응이다. 액체 상태의 황산 수소 나트륨은 분무 및 냉각되어 고체 비드 형태를 띈다. 염화 수소 기체는 물에 용해되어 반응의 유용한 부산물인 염산을 생성한다.
2. 2. 기타 반응
염화 나트륨과 황산을 고온에서 혼합하면 황산 수소 나트륨과 염화 수소가 생성된다.[1]: NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl
액체 상태의 황산 수소 나트륨은 분무 및 냉각되어 고체 입자 형태가 된다. 부산물인 염화 수소는 물에 녹여 염산으로 만든다.
미국에서는 두 회사가 공업적으로 생산하고 있다. Jones-Hamilton Co.는 염화 나트륨을 원료로 하는 제조법을 이용하여 무수물을 제조하고 있다. Jost Chemical은 수산화 나트륨을 원료로 하여 일수화물을 제조하고 있다.
2. 3. 수산화나트륨 중화 반응
수산화 나트륨과 황산을 같은 몰수만큼 혼합하면, 황산수소나트륨과 물이 생성된다.[1]3. 화학 반응
황산 수소 나트륨은 가열 시 탈수 반응을 거쳐 피로황산 나트륨을 생성한다.[1]
3. 1. 탈수 반응
수화된 황산 수소 나트륨은 58°C에서 탈수되며, 이 시점에서 부착된 물 분자와 분리된다. 다시 냉각되면 신선하게 흡습성이 된다. 황산 수소 나트륨을 280°C까지 가열하면 또 다른 무색 염인 피로황산 나트륨이 생성된다.[1]:2 NaHSO4 → Na2S2O7 + H2O
3. 2. 피로인산나트륨 생성
수화된 황산 수소 나트륨은 58°C에서 탈수되며, 이 시점에서 부착된 물 분자와 분리된다. 다시 냉각되면 흡습성을 띈다. 황산수소나트륨을 280°C까지 가열하면 또 다른 무색 염인 피로인산나트륨이 생성된다.[1]: 2 NaHSO4 → Na2S2O7 + H2O
4. 특성
5. 용도
황산수소나트륨은 다양한 용도로 사용된다.
- pH 조절: 주로 pH를 낮추는 역할을 한다. 금속 마감, 세척제[2] 제조, 수영장 및 온수 욕조의 염소 처리에 사용된다.[3]
- 가금류 사료 첨가제: AAFCO의 승인을 받아 가금류 사료[4] 및 반려동물 사료에 첨가된다.[5] 고양이의 요로 결석 예방에도 사용된다.[6]
- 가시관 불가사리 구제: 특정 극피동물에게 유독하여 가시관 불가사리의 발생을 억제하는 데 사용된다.
- 섬유 산업: "번아웃 벨벳"을 만드는 데 사용된다.[8]
- 가금류 깔짚 처리제: 암모니아를 제어하고 ''캄필로박터''와 ''살모넬라''균의 농도를 감소시킨다.[9][10]
- 식품 첨가물: 케이크 믹스를 부풀게 하고,[12] 육류 및 가금류 가공, 신선 농산물의 갈변 방지에 사용된다.[13] 미국 식품의약국(FDA)에서 일반적으로 안전하다고 인정되는 물질(GRAS)로 간주한다.[15] 식품 등급 황산수소나트륨은 음료, 드레싱, 소스, 충전재를 포함한 다양한 식품에 사용되며, 탄산수소나트륨, 황산수소나트륨 등으로도 불린다.[16] 신맛을 내지 않고 pH를 낮추며, 갈변 방지제로도 사용될 수 있다.[17]
- 보석 세척: 보석 표면의 산화층을 제거하는 산세척에 사용된다.
- 기타: 토양 및 수질 검사 키트의 응집제 정제,[11] 변기 세정제 바니쉬와 사니플러시의 주성분(현재는 단종)으로 사용되었다.[7]
5. 1. pH 조절제
황산수소나트륨은 주로 pH를 낮추는 데 사용된다. 기술 등급의 경우 금속 표면 처리, 세척제[2], 수영장 및 온수 욕조에서 효과적인 염소 처리를 위해 물의 pH를 낮추는 데 사용된다.[3] 미국 사료 검사관 협회(AAFCO)는 황산수소나트륨을 가금류 사료[4] 및 반려동물 사료를 포함한 일반 사용 사료 첨가물로 승인했다.[5] 황산수소나트륨은 고양이의 요로 결석을 줄이기 위해 소변 산성화제로 사용된다.[6]미국 식품의약국은 황산수소나트륨을 GRAS(일반적으로 안전하다고 인정되는)로 지정하고 있다. EU Food Grade에서는 E514ii의 E 번호로 표시되어 음료, 드레싱, 소스, 필링 등 다양한 식품에 사용된다. 육류의 갈변 방지에도 널리 사용되고 있다.
황산수소나트륨은 때때로 토양 및 수질 검사 키트에 포함된 응집제 정제의 활성 성분으로 사용된다.[11]
5. 2. 세척제
황산수소나트륨은 금속 마감, 세척제[2] 제조, 수영장 및 온수 욕조에서 효과적인 염소 처리를 위해 물의 pH를 낮추는 데 사용된다.[3]5. 3. 섬유 산업
섬유 산업에서 황산수소나트륨은 실크 뒷면과 레이온, 면, 삼 등 셀룰로오스 기반 섬유의 파일로 만들어진 벨벳 천에 적용하여 "번아웃 벨벳"을 만들기도 한다. 황산수소나트륨을 이러한 직물에 적용하고 가열하면 셀룰로오스 기반 섬유가 부서지기 쉬워지고 떨어져 나가 완성된 재료에 매력적인 패턴으로 번아웃된 영역을 남긴다.[8]5. 4. 가금류 깔짚 처리제
황산수소나트륨은 암모니아를 제어하는 데 사용되는 일부 과립 가금류 깔짚 처리제의 활성 성분이다.[9] 황산수소나트륨은 양계장에서 ''캄필로박터''와 ''살모넬라''의 농도를 현저히 감소시키는 것으로 나타났다.[10]5. 5. 식품 첨가물
황산수소 나트륨은 식품 첨가물로 사용되어 케이크 믹스를 부풀게 하고[12], 육류 및 가금류 가공에도 사용되며, 최근에는 절단 신선 농산물의 갈변 방지에도 사용된다.[13] 황산수소 나트륨은 미국 식품의약국(FDA)에 의해 일반적으로 안전하다고 인정되는 물질(GRAS)로 간주되며, 식품 등급 제품은 식품 화학 코덱스에 명시된 요구 사항을 충족한다. 유럽 연합에서는 E 넘버 E514ii로 표시되며, 호주, 뉴질랜드, 캐나다, 멕시코에서도 첨가물 514로 사용이 승인되었다.[15]식품 등급 황산수소 나트륨은 음료, 드레싱, 소스, 충전재를 포함한 다양한 식품에 사용된다. 탄산수소 나트륨, 황산수소 나트륨, 모노나트륨 황산수소, 황산수소 나트륨, 황산수소 나트륨, 황산 나트륨(1:1)등의 동의어가 있다.[16] 신맛을 내지 않고 pH를 낮추며, 갈변 방지제로도 사용될 수 있다.[17]
5. 6. 기타 용도
황산 수소 나트륨은 주로 pH를 낮추는 데 사용된다. 기술 등급의 경우 금속 마감, 세척제[2], 수영장과 온수 욕조에서 효과적인 염소 처리를 위해 물의 pH를 낮추는 데 사용된다.[3] 황산 수소 나트륨은 가금류 사료[4] 및 반려동물 사료를 포함한 일반 사용 사료 첨가물로 AAFCO의 승인을 받았다.[5] 고양이의 요로 결석을 줄이기 위해 소변 산성화제로도 사용된다.[6]특정 극피동물에게는 매우 유독하지만 다른 대부분의 생명체에는 비교적 무해하므로, 가시관 불가사리의 발생을 제어하는 데 사용된다.
섬유 산업에서는 "번아웃 벨벳"을 만드는 데 사용되기도 한다. 황산 수소 나트륨을 직물에 적용하고 가열하면 셀룰로오스 기반 섬유가 부서지기 쉬워지고 떨어져 나가 번아웃된 영역을 남긴다.[8]
황산 수소 나트륨은 암모니아를 제어하는 데 사용되는 일부 과립 가금류 깔짚 처리제의 활성 성분이다.[9] 황산 수소 나트륨은 또한 양계장에서 ''캄필로박터''와 ''살모넬라''의 농도를 현저히 감소시키는 것으로 나타났다.[10]
토양 및 수질 검사 키트의 단계인 응집제 정제의 활성 성분으로 사용되기도 한다.[11]
미국 식품의약국은 황산 수소 나트륨을 GRAS(일반적으로 안전하다고 인정되는)로 지정하고 있다. EU Food Grade에서는 E514ii의 E 번호로 표시되어 음료, 드레싱, 소스, 필링 등 다양한 식품에 사용된다. 육류의 갈변 방지에도 널리 사용되고 있다.
보석 제조에서는 표면의 산화층을 제거하는 산세척을 위한 주요 시약으로 사용된다.
참조
[1]
논문
Sodium Sulfates
Wiley-VCH
[2]
서적
Chemical Composition of Everyday Products
https://books.google[...]
[3]
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https://www.jones-ha[...]
[4]
웹사이트
Sodium bisulfate in Animal Feed, Agriculture
https://www.jones-ha[...]
Jones-Hamilton
[5]
웹사이트
Sodium bisulfate Pet Food
https://www.petsbs.c[...]
Jones-Hamilton
[6]
논문
Evaluation of sodium bisulphate and phosphoric acid as urine acidifiers for cats
http://www.tandfonli[...]
2003-10
[7]
웹사이트
SANI-FLUSH® Powder (Discontinued)
http://www.rbnainfo.[...]
Reckitt Benckiser
[8]
서적
Textile Surface Decoration: Silk and Velvet
https://books.google[...]
University of Pennsylvania
2007-07-11
[9]
논문
The effect of sodium bisulfate and coccidiostat on intestinal lesions and growth performance of Eimeria spp.–challenged broilers
2020-10-01
[10]
웹사이트
Campylobacter and Salmonella Populations Associated with Chickens Raised on Acidified Litter
https://naldc.nal.us[...]
[11]
웹사이트
Floc Ex Tablet MSDS
https://www.mosserle[...]
LaMotte
2015-06-01
[12]
웹사이트
GRAS Notice 000003: Sodium bisulfate - FDA
https://www.fda.gov/[...]
FDA
[13]
웹사이트
Sodium Bisulfate - USDA
https://www.ams.usda[...]
USDA
[14]
웹사이트
EPA Safer Choice Chemical List
https://www.epa.gov/[...]
EPA
2013-12-11
[15]
웹사이트
Australia New Zealand Food Standards Code - Standard 1.2.4 - Labelling of Ingredients
http://www.legislati[...]
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Wise Eating, Made Easy
http://noshly.com/
[17]
논문
Browning inhibition mechanisms by cysteine, ascorbic acid and citric acid, and identifying PPO-catechol-cysteine reaction products
2017-05-04
[18]
간행물
The NBS tables of chemical thermodynamics properties
[19]
웹사이트
FDA GRAS Notice
http://www.fda.gov/F[...]
[20]
서적
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https://books.google[...]
Lark Books
[21]
웹사이트
깨진 링크
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[22]
간행물
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