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브로민화물

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목차

1. 개요

브로민화물은 브로민 음이온(Br-)을 포함하는 화합물을 통칭한다. 자연적으로 해수, 특정 광물 및 해산물에 존재하며, 질산이나 질산은을 이용하여 검출할 수 있다. 브로민화물 염은 물에 용해되어 브로민화물 이온을 생성하며, 브로민은 가수분해 및 산화 반응을 겪는다. 과거에는 진정제 및 조울증 치료에 사용되었으나, 부작용과 안전성 문제로 인해 사용이 감소했다. 생물학적으로는 일부 효소의 보조 인자로 작용하며, 호산구는 항기생충성 브로민화 화합물을 생성하는 데 브로민화물을 사용한다. 유기브로민 화합물 생산 및 사진 젤라틴 실버 공정에도 활용된다.

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2. 자연 발생

브로민화물은 일반적인 해수(35 PSU)에 약 65mg/L의 농도로 존재하며, 이는 해수에 녹아있는 염 전체의 약 0.2%를 차지한다. 해산물과 심해 식물은 육지에서 얻은 식품보다 일반적으로 높은 수준의 브로민화물을 함유하고 있다. 자연 발생, 결정질 브롬화은인 브롬은광은 가장 흔한 브로민화물 광물로 알려져 있지만 매우 희귀하다. 은 외에도 브로민은 수은 및 구리와 결합된 광물에도 존재한다.[5]

3. 화학적 특성

브로민화물은 일반적인 해수(35 PSU)에 약 65mg/L의 농도로 존재하며, 이는 용존 염 전체의 약 0.2%를 차지한다. 해산물과 심해 식물은 일반적으로 육지에서 얻은 식품보다 높은 수준의 브로민화물을 함유하고 있다. 천연 결정성 브롬은광은 자연 발생, 결정질 브로민화물 광물로 알려져 있지만 매우 희귀하다. 은 외에도 브로민은 수은 및 구리와 결합된 광물에도 존재한다.[5]

질산 또는 질산은을 사용하여 브로민화물 이온을 검출할 수 있으며, 암모니아수를 통해 크림색 침전이 사라지는 것을 확인할 수 있다.

3. 1. 브로민화물 염의 해리

알칼리 금속, 알칼리 토금속 및 기타 여러 금속의 브로민화물 염은 물(및 일부 알코올 및 소수의 에테르)에 용해되어 브로민화물 이온을 생성한다. 전형적인 예는 물에 완전히 해리되는 브롬화나트륨이다.[1]

:NaBr → Na+ + Br−[1]

3. 2. 브로민의 가수분해

브로민은 물과 쉽게 반응하여 가수분해를 겪는다.[6]

:Br2 + H2O → HOBr + HBr

이는 차아브로민산(HOBr)과 브로민화 수소산(수용액 상태의 HBr)을 생성한다. 이 용액을 "브로민수"라고 부른다.[6] 브로민의 가수분해는 수산화 나트륨과 같은 염기가 존재할 때 더 유리하게 진행된다.[6]

:Br2 + NaOH → NaOBr + NaBr

이 반응은 염소를 수산화 나트륨 존재 하에 용해시켜 표백제를 생산하는 것과 유사하다.[6]

3. 3. 브로민화물의 산화

브로민 이온 검출은 산화제(예: 묽은 HNO3)를 첨가하여 수행할 수 있다.[7] 발라드와 뢰비히의 방법은 해수와 특정 염수에서 브롬을 추출하는 데 사용될 수 있다. 브로민 농도가 충분한지 검사하는 시료에 염소를 첨가하면 브롬(Br2)이 생성된다.[7]

:Cl2 + 2 Br− → 2 Cl− + Br2

4. 의학적 이용

브로민 화합물, 특히 브로민화 칼륨은 19세기와 20세기 초에 진정제로 자주 사용되었다. 미국에서는 만성 독성 때문에 1975년까지 일반 의약품 진정제 및 두통 치료제(예: 브로모-셀처)에 사용되었다.[28] 이러한 사용으로 인해 "브롬화물"이라는 단어는 위안을 주는 상투적인 표현이라는 의미를 갖게 되었다.[15] 제1차 세계 대전 동안 영국 군인들은 성적 충동을 억제하기 위해 브롬화물을 복용했다고 한다.[16]

브로민화물에 대한 피부염 반응, 오른쪽 아래 제외


브로민화 리튬은 1900년대 초부터 진정제로 사용되었으나, 1940년대에 더 안전하고 효과적인 진정제(바르비투르산염)가 등장하면서 사용이 줄어들었다.[12] 탄산 리튬, 염화 리튬과 마찬가지로 양극성 장애 치료제로 사용되었다.

1954년부터 1977년까지 오스트레일리아 생화학자 셜리 앤드류스는 빅토리아의 로열 파크 정신 병원에서 리튬을 조울증 치료에 안전하게 사용하는 방법을 연구했다. 앤드류스는 이 연구를 수행하는 동안 브롬이 정신 질환 증상을 유발한다는 것을 발견하여 브롬 사용이 크게 감소했다.[13]

브롬 염은 온수 욕조에서 약한 살균제로 사용되어 ''현장''에서 차아브롬산염을 생성한다.

브롬 이온은 항간질 작용이 있으며, 미국에서는 브롬 염 형태로 수의학에 사용된다.

4. 1. 부작용

브로민화물에 의한 부작용으로는 브롬 중독이 있으며, 이는 다양한 신경 증상을 일으킬 수 있다.[28] 또한, 피부 질환을 유발할 수도 있다. 자세한 내용은 브로민화 칼륨 문서를 참조.

5. 생물학적 역할

브로민화물은 생화학에서 자주 언급되지는 않지만, 일부 효소는 브로민화물을 기질 또는 보조 인자로 사용한다. 한 보고서에 따르면 브로민화물은 콜라겐 IV의 설폰이민 가교의 과산화 촉매 작용에 필수적인 보조 인자이다. 이 번역 후 변형은 모든 동물에서 발생하며, 브로민은 인간에게 필수적인 미량 원소이다.[19]

호산구는 다세포 기생충과 싸우기 위해 브로민화물이 필요하다. 차아브로민산염은 호산구 과산화효소를 통해 생성되는데, 이 효소는 염화물을 사용할 수도 있지만 브로민화물을 선호한다.[20] [25]

호주 퀸즐랜드에서 인간 혈액 내 브로민화물의 평균 농도는 5.3±1.4mg/L이며, 나이와 성별에 따라 다르다.[21] 이보다 훨씬 높은 수치는 브롬화 화학 물질에 노출되었음을 나타낼 수 있다. 브로민화물은 해산물에도 존재한다.

브로민화물은 표준적인 해수에 약 65mg/L의 농도로 녹아 있으며, 이는 해수 중 모든 염류의 0.2%에 해당한다. 해산물에는 일반적으로 높은 수준의 브로민화물이 포함되어 있다. 육상에서 얻는 음식의 브로민화물량은 다양하다.

신체에서 브로민화물을 사용하지만, 브로민화물이 생명에 필수적인지는 아직 밝혀지지 않았으며, 일반적으로 그 기능은 염화물에 의해 대체될 수 있다.

6. 기타 응용

브로민화물은 유기브로민 화합물 생산에 사용되며, 유기브로민 화합물은 주로 브롬화 난연제로 사용된다.[8] 일부 브롬화 난연제는 인간과 환경에 잔류성, 생물 축적성 및 독성을 나타내며, 신경 행동 장애와 내분비 교란을 유발하는 것으로 의심된다.[9][10]

AgBr은 사진 젤라틴 실버 공정에 사용되지만, 현재는 대부분 사용되지 않는다.[11]

참조

[1] 웹사이트 Bromide – PubChem Public Chemical Database https://pubchem.ncbi[...] National Center for Biotechnology Information
[2] 서적 Chemical Principles Houghton Mifflin
[3] 논문 Ambiguous bromine
[4] 논문 Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides 1976
[5] 웹사이트 Mindat.org - Mines, Minerals and More https://www.mindat.o[...] 2018-04-29
[6] 서적 Chemistry of the Elements Elsevier
[7] 논문 Bromide levels in natural waters: its relationship to levels of both chloride and total dissolved solids and the implications for water treatment https://linkinghub.e[...] 2021-03-07
[8] 간행물 Bromine Compounds Wiley-VCH, Weinheim
[9] 웹사이트 Polybrominated Diphenyl Ethers (PBDEs) Action Plan Summary | Existing Chemicals | OPPT | US EPA http://www.epa.gov/o[...] 2012-12-03
[10] 웹사이트 Brominated Flame Retardants in the Environment http://www.cerc.usgs[...] Columbia Environmental Research Center 2012-12-03
[11] 웹사이트 A Guide to Fiber-Base Gelatin Silver Print Condition and Deterioration http://gawainweaver.[...] George Eastman House, International Museum of Photography and Film 2009-10-30
[12] Webarchive Bipolar disorder https://www.webmd.co[...] 2022-02-24
[13] 웹사이트 Papers of Shirley Andrews https://nla.gov.au/n[...] 2022-10-26
[14] 서적 The Great American fraud https://archive.org/[...] Press of the American Medical Association
[15] 웹사이트 the definition of bromide https://www.dictiona[...] 2016-12-21
[16] 서적 Japan's Comfort Women: Sexual slavery and prostitution during World War II and the US Occupation Routledge
[17] 서적 The Biological Basis of Therapeutics Macmillan 1970
[18] 논문 The diversity of naturally occurring organobromine compounds 1999
[19] 논문 Bromine Is an Essential Trace Element for Assembly of Collagen IV Scaffolds in Tissue Development and Architecture
[20] 논문 Eosinophils Preferentially Use Bromide to Generate Halogenating Agents 1989-04-05
[21] 논문 Background levels of bromide in human blood
[22] 웹사이트 Bromide – PubChem Public Chemical Database https://pubchem.ncbi[...] National Center for Biotechnology Information 2015-12-20
[23] 서적 Chemical Principles 6th Ed. Houghton Mifflin Company
[24] 문서 Bipolar disorder http://www.webmd.com[...]
[25] 문서 Eosinophils preferentially use bromide to generate halogenating agents - Mayeno et al. 264 (10): 5660 - Journal of Biological Chemistry http://www.jbc.org/c[...]
[26] 웹인용 Bromide – PubChem Public Chemical Database https://pubchem.ncbi[...] National Center for Biotechnology Information
[27] 서적 Chemical Principles 6th Ed. https://archive.org/[...] Houghton Mifflin Company
[28] 서적 The Great American fraud https://books.google[...]


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