셀레늄화 수소

3. 제조

셀레늄화 수소(H₂Se)는 산업적으로 300°C 이상의 온도에서 원소 셀레늄을 수소 기체와 반응시켜 생성한다.^[11] 실험실에서는 Al₂Se₃에 물을 작용시켜 제조하며, 이 과정에서 수화된 알루미나가 함께 생성된다.^[8] 이와 유사한 반응으로 FeSe의 산 가수분해가 있다.^[8]

:Al₂Se₃ + 6 H₂O ⇌ 2 Al(OH)₃ + 3 H₂Se

셀레늄화 수소는 붕소 수소화물, 마쉬 검사 및 데바르다 합금을 사용하여 수용액 내에서 ''in situ'' 생성하는 다양한 방법을 통해서도 제조할 수 있다. 소노다(Sonoda) 방법에 따르면, H₂Se는 Et₃N의 존재 하에 Se에 H₂O와 CO를 반응시켜 생성된다.^[9] H₂Se는 실린더 형태로 구매할 수 있다.

셀렌화 알루미늄 등 셀렌과 금속의 화합물에 물 또는 묽은 염산을 반응시키면, 물의 경우 산화 알루미늄, 묽은 염산의 경우 염화 알루미늄과 함께 생성된다.^[13]

:Al₂Se₃ + 3 H₂O → 3 H₂Se + Al₂O₃

:Al₂Se₃ + 6 HCl → 3 H₂Se + 2 AlCl₃

또한, 셀렌 증기와 수소를 직접 반응시켜 생성할 수도 있다.^[13][14]

:Se + H₂ → H₂Se

3. 1. 반응식

4. 반응

원소 셀레늄은 수용액 이산화 황(SO₂)과의 반응을 통해 셀레늄화 수소(H₂Se)로부터 회수할 수 있다.

:2 H₂Se + SO₂ ⇌ 2 H₂O + 2 Se + S

셀레늄화 수소의 분해는 고순도 원소를 제조하는 데 사용된다.

마늘과 같은 냄새가 나며, 독성이 있고, 고압가스보안법에서 규정하는 특수고압가스로, 독물로 지정되어 있다. 황화 수소와 성질이 비슷하다.

수용액('''셀렌화 수소산''')에서는 셀렌화물 이온(Se^2-)과 수소 이온으로 쉽게 전리된다. 그 때문에 산성을 나타낸다.

:H2Se -> Se^2- +2 H+

연소하면 이산화 셀렌과 물이 생성된다.

: 2H2Se\ + 3O2 -> 2H2O\ + 2SeO2

자극성이 강하므로 취급에 주의를 요한다.

대기 중에 방출되면, 대류권의 경우 3~6시간 만에 반감된다고 계산된다。

4. 1. 반응식

5. 용도

셀레늄화 수소(H₂Se)는 셀레늄 함유 화합물 합성에 일반적으로 사용된다.^[10] 알켄에 첨가되는 반응을 통해 다양한 유기 셀레늄 화합물을 합성할 수 있다. 예를 들어, 시아나미드로부터 셀레노우레아를 합성하는 과정에 사용된다.^[10]

6. 안전성

셀레늄화 수소는 유해하며, 가장 독성이 강한 셀레늄 화합물이고,^[3] 유사 화합물인 황화 수소보다 훨씬 독성이 강하다. 허용 한계 농도는 0.05 ppm이다. 이 기체는 0.3 ppm 이상의 농도에서 자극제로 작용하며, 이는 노출의 주요 경고 신호이다. 1 ppm 미만에서는 "노출을 막기에 불충분"하며, 1.5 ppm에서는 자극이 "견딜 수 없다".^[5] 고농도에 노출되면, 1분 미만이라도 눈과 점막을 공격하며, 이로 인해 며칠 동안 감기와 유사한 증상이 나타난다. 독일에서는 식수의 제한 농도가 0.008 mg/L이며, 미국 환경 보호국(US EPA)은 최대 오염 농도를 0.01 mg/L로 권장한다.^[11][12]

극도로 유독함에도 불구하고, 아직까지 인간 사망 사례는 보고되지 않았다. 이는 기체가 점막 내에서 산화되어 붉은 셀레늄을 형성하는 경향이 있기 때문으로 추정된다. 원소 셀레늄은 셀레나이드보다 독성이 덜하다.^[4]

6. 1. 한국의 규제

7. 기타

IUPAC 조직명은 셀란이다.

참조

_[1] 간행물 0336 PGCH
_[2] 간행물 Hydrogen selenide IDLH
_[3] 웹사이트 US Environmental Protection Agency, Air Toxins website http://www.epa.gov/t[...]
_[4] 웹사이트 CDC - Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH): Hydrogen selenide (as Se) - NIOSH Publications and Products https://www.cdc.gov/[...] 2018-11-02
_[5] 간행물 Occupational Health Guideline for Hydrogen Selenide, The National Institute for Occupational Safety and Health https://www.cdc.gov/[...] 1978
_[6] 서적 CRC handbook of chemistry and physics : a ready-reference book of chemical and physical data. 2017
_[7] 논문 Spectroscopic determination of the second dissociation constant of hydrogen selenide and the activity coefficients and spectral shifts of its ions 1990
_[8] 기타 Féher, F. In "Handbook of Preparative Inorganic Chemistry" Academic: New York 1963
_[9] 기타 Sonoda, N.; Kondo K.; Nagano, K.; Kambe, N.; Morimoto, F. Angewandte Chemie International Edition English 1980
_[10] 논문 A Convenient Synthesis of Mono-, ''N'',''N''′-Di-, and Trisubstituted Selenoureas from Methyl Carbamimidothioates (''S''-Methylpseudothioureas) 1980
_[11] 기타 Selenium and Selenium Compounds Wiley-VCH, Weinheim 2005
_[12] 웹사이트 OSHA GENERAL INDUSTRY PEL: 0.05 ppm, 0.2 mg/m3, OSHA CONSTRUCTION INDUSTRY PEL: 0.05 ppm, 0.2 mg/m3 TWA https://www.osha.gov[...]
_[13] 서적 Experimental chemistry lectures, 第 9 巻 Nihon Kagakkai
_[14] 논문 トリアゾ水素酸及びセレン化水素の製法 1959-06
_[15] 웹사이트 水素化セレニウム H2Se 毒物（セレン化合物及びこれを含有する製剤） https://www.pref.shi[...] 滋賀県
_[16] 웹사이트 セレン及びその化合物 http://www2.env.go.j[...] 환경성
_[17] 웹사이트 화학 물질의 초기 위험 평가서 No. 128 셀렌 및 그 화합물 http://www.safe.nite[...] 제품평가기술기반기구 2008-11
_[18] 간행물 0336 PGCH
_[19] 간행물 Hydrogen selenide IDLH