삼산화 안티모니

3. 성질

삼산화 안티모니는 양쪽성 산화물이다. 수용액상 수산화 나트륨에 녹아 메타안티몬산염 NaSbO₂를 생성하며, 삼수화물로 분리될 수 있다. 삼산화 안티모니는 또한 농축된 무기산에 녹아 해당 염을 생성하며, 물로 희석하면 가수분해된다.^[7] 질산과 반응하면 오산화 안티모니로 산화된다.^[8]

탄소와 함께 가열하면 산화물은 안티몬 금속으로 환원된다. 수소 붕소화 나트륨 또는 수소화 알루미늄 리튬과 같은 다른 환원제와 반응하면 불안정하고 매우 독성이 강한 기체인 스티빈이 생성된다.^[9] 주석산 수소 칼륨과 함께 가열하면 복염 주석산 안티몬 칼륨, KSb(OH)₂·C₄H₂O₆가 생성된다.^[8]

삼산화 안티모니는 양쪽성 산화물이며, 알칼리성 용액에 녹으면 안티몬산 이온 H₂SbO₃⁻을, 산성 용액에 녹으면 다양한 분자량의 폴리안티몬산을 생성한다. 쉽게 산화되어 오산화 안티모니와 같은 안티몬(V) 화합물을 생성한다. 환원도 쉽게 일어나 금속 안티몬이 되지만, 이 과정에서 스티빈의 생성이 동반될 수도 있다.

4. 구조

Sb₂O₃의 구조는 샘플의 온도에 따라 달라진다. 이합체 Sb₄O₆는 1560 °C의 고온 기체이다.^[10] Sb₄O₆ 분자는 삼산화 인과 유사한 이륜 케이지이다.^[11] 케이지 구조는 입방형으로 결정화되는 고체 상태에서도 유지된다. Sb–O 거리는 197.7 pm이고 O–Sb–O 각도는 95.6°이다.^[12] 이 형태는 자연에서 광물인 세나르몽광으로 존재한다.^[3] 606°C 이상에서는 더 안정한 형태는 사방정계이며, Sb 중심 사이에 산화물 브릿지로 연결된 -Sb-O-Sb-O- 사슬 쌍으로 구성된다. 이 형태는 자연에서 광물인 발렌티나이트로 존재한다.^[3]

5. 이용

미국과 유럽에서 삼산화 안티모니의 연간 소비량은 각각 10000ton과 25000ton이다. 주요 용도는 할로겐화 물질과 함께 사용되는 난연제 시너지제이다. 할로겐과 안티모니의 조합은 덜 가연성인 숯을 형성하는 데 도움을 주어 고분자의 난연 작용에 핵심적인 역할을 한다. 이러한 난연제는 전기 기기, 섬유, 가죽 및 코팅에 사용된다.^[21][13]

기타 용도:

• 삼산화 안티모니는 유리, 세라믹 및 법랑의 불투명화제이다.
• 일부 특수 안료에는 안티모니가 포함되어 있다.
• 삼산화 안티모니는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET 플라스틱) 생산 및 고무 가황에 유용한 촉매이다.

• 난연제 - 주로 브롬 화합물 등의 할로겐 화합물과 함께 플라스틱, 고무 등에 첨가하여 난연성을 부여하는 조제가 된다. 텔레비전 등 가전제품의 케이스, 옥외용 콩전구의 소켓, 실란트, 섬유질 기재 등에 더하여 화재 발생, 연소를 방지한다.
• 청징제 - 유리나 법랑에 첨가하여 기포 제거를 돕고 투명성을 높인다.
• 안료 - 별명 '''안티몬 화이트'''(antimony white)로 백색 안료로 사용하는 외에 황색 등 다른 안료와 함께 사용되기도 한다. 브레이크 라이닝 등에 사용하여 내마모성 향상을 도모하는 데에도 사용된다.
• 촉매 - 폴리에스터 섬유의 중합 촉매로 이용된다.
• 오산화 안티모니, 금속 안티모니 등의 제조 원료

6. 안전성 및 규제

삼산화 안티모니는 잠재적 발암 물질로 의심받고 있으며, 2021년 미국 보건복지부는 발암 물질로 분류하였다.^[15] 대부분의 안티모니 화합물과 마찬가지로 TLV는 0.5 mg/m³이다.^[14] 피부 및 점막에 약한 자극성이 있으며, 소화기계 흡수는 미미하다. 쥐를 이용한 실험에서 무해작용량(NOAEL)은 0.51 mg/㎥이다.

일본에서는 독물 및 극물 지정령에 의해 단품은 안티몬 화합물로서 극물로 지정되어 있지만, 제제(혼합물)는 대상 외이다. 일본 후생노동성은 삼산화 안티모니 및 그 제제 등을 '특정 화학 물질 장애 예방 규칙'의 '관리 제2류 물질'로 지정하고, 사업자에게 발산 억제 조치, 작업 환경 측정, 특수 건강 진단 실시 등을 의무화할 필요가 있다고 결론 내렸다.^[17]

6. 1. 안전성

6. 2. 대한민국 규제

참조

_[1] GESTIS
_[2] PGCH
_[3] 서적 Chemistry of the Elements Butterworth-Heinemann
_[4] 웹사이트 Stibioclaudetite https://www.mindat.o[...]
_[5] 웹사이트 List of Minerals https://www.ima-mine[...] 2011-03-21
_[6] 보고서 European Union Risk Assessment Report: DIANTIMONY TRIOXIDE (draft) http://esis.jrc.ec.e[...] 2008-11
_[7] 서적 Inorganic Chemistry Pearson
_[8] 서적 Handbook of Inorganic Chemicals McGraw-Hill
_[9] 학술지 Synthesis of the Hydrides of Germanium, Phosphorus, Arsenic, and Antimony by the Solid-Phase Reaction of the Corresponding Oxide with Lithium Aluminum Hydride
_[10] 서적 Inorganic Chemistry Elsevier
_[11] 서적 Structural Inorganic Chemistry Clarendon Press
_[12] 학술지 Refinement of the crystal structure of cubic antimony(III) oxide, Sb₂O_3
[13] Ullmann Antimony and Antimony Compounds
_[14] 학술지 Inhalation Developmental Toxicity Studies In Rats With Antimony(III) oxide (Sb₂O₃)
_[15] 웹사이트 15th Report on Carcinogens https://ntp.niehs.ni[...] 2023-06-15
_[16] 문서 Inhalation Developmental Toxicity Studies In Rats With Antimony Trioxide (Sb2O3). Newton PE; Schroeder RE; Zwick L; Serex T; Toxicologist 2004 Mar;78(1-S):38
_[17] 웹사이트 "「平成28年度 化学物質による労働者の健康障害防止措置に係る検討会報告書（三酸化二アンチモン）」を公表します" https://www.mhlw.go.[...] 厚生労働省 2016-10-18
_[18] GESTIS
_[19] PGCH
_[20] 서적 Chemistry of the Elements Butterworth-Heinemann
_[21] Ullmann Antimony and Antimony Compounds