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아이오딘화 나트륨

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1. 개요

아이오딘화 나트륨은 물, 액체 암모니아, 메탄올 등 극성 용매에 잘 녹는 무기 화합물이다. 아이오딘 결핍 치료 및 예방을 위해 사용되며, 알킬 클로라이드를 알킬 아이오다이드로 변환하는 핀켈스타인 반응, 방사성 아이오딘화 나트륨을 이용한 갑상선암 및 갑상선 기능 항진증 치료, 섬광 검출기, 뇌혈관 조영제 등 다양한 용도로 활용된다. 아이오딘화 나트륨은 산소 및 빛에 의해 산화되어 아이오딘을 생성하므로, 어둡고 서늘하며 습도가 낮은 곳에 보관해야 한다.

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아이오딘화 나트륨 - [화학 물질]에 관한 문서
일반 정보
요오드화 나트륨
요오드화 나트륨
요오드화 나트륨
요오드화 나트륨
NaI(Tl) 섬광체
NaI(Tl) 섬광체
식별 정보
화학 물질 식별자ChemSpider ID: 5048
ChEMBL: 1644695
UNII: F5WR8N145C
PubChem: 5238
RTECS: WB6475000
InChI1/HI.Na/h1H;/q;+1/p-1
InChIKeyFVAUCKIRQBBSSJ-REWHXWOFAL
ChEBI33167
SMILES[Na+].[I-]
표준 InChI1S/HI.Na/h1H;/q;+1/p-1
표준 InChIKeyFVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M
CAS 등록 번호7681-82-5
13517-06-1 (이수화물)
물리화학적 성질
분자식NaI
몰 질량149.894 g/mol
외형흰색 고체, 조해성
냄새무취
밀도3.67 g/cm³
용해도1587 g/L (0 °C)
1842 g/L (25 °C)
2278 g/L (50 °C)
2940 g/L (70 °C)
3020 g/L (100 °C)
용해성 (기타)에탄올, 아세톤
녹는점661 °C
끓는점1304 °C
굴절률1.93 (300 nm)
1.774 (589 nm)
1.71 (10 μm)
밴드 갭5.89 eV
자기 감수율−57×10⁻⁶ cm³ mol⁻¹
결정 구조
배위팔면체
결정 구조암염, cF8
공간군Fm3m, No. 225
격자 상수0.6462 nm
단위 세포 분자 수4
열화학
표준 생성 엔탈피−287.8 kJ/mol
깁스 자유 에너지−286.1 kJ/mol
열용량52.1 J mol⁻¹ K⁻¹
엔트로피98.5 J mol⁻¹ K⁻¹
위험성
안전 데이터 시트 (SDS)외부 SDS
주요 위험자극성, 태아에게 해로울 수 있음
GHS 신호어위험
NFPA 704건강: 1
화재: 0
반응성: 1
인화점불연성
관련 화합물
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염화 나트륨
브로민화 나트륨
아스타틴화 나트륨
기타 양이온아이오딘화 리튬
아이오딘화 칼륨
아이오딘화 루비듐
아이오딘화 세슘
아이오딘화 프랑슘

2. 용해도

아이오딘화 나트륨은 염화 나트륨이나 브로민화물과는 달리 일부 유기 용매에 높은 용해도를 나타낸다. 주요 용매에 대한 용해도는 다음과 같다.

용매용해도 (g NaI / kg 용매)[17]
H2O1842
암모니아 (액체)1620
이산화 황 (액체)150
메탄올625–830
개미산618
아세토나이트릴249
아세톤504[18]
폼아미드570–850
아세트아미드323 (41.5°C)
디메틸폼아미드37–64
디클로로메탄0.09[19]


3. 용도

아이오딘화 나트륨은 여러 분야에서 사용된다. 유기 합성에서는 핀켈슈타인 반응이나 중합 효소 연쇄 반응(PCR) 등에 이용된다. 또한 아이오딘 결핍증의 치료 및 예방, 방사선 검출을 위한 신틸레이션 검출기 제작[20], 핵의학 분야의 갑상선 신티그래피 검사 등에도 활용된다.

3. 1. 식품 첨가물

아이오딘화 나트륨은 아이오딘 결핍의 치료 및 예방을 위해 아이오딘화 칼륨과 함께 일반적으로 사용된다. 요오드화 식용 소금에는 10ppm의 아이오딘화물이 들어 있다.[11]

3. 2. 유기 합성

아이오딘화 나트륨은 알킬 클로라이드를 알킬 아이오다이드로 변환하는 데 사용된다. 이 방법인 핀켈스타인 반응[13]은 반응을 유도하기 위해 아세톤에 대한 염화 나트륨의 불용성을 이용한다.[14] 이 반응은 유기 합성에서 염화 알킬을 아이오딘화 알킬로 변환하는 대표적인 할로겐 교환 반응이다. 아세톤 용액에서 염화 알킬과 아이오딘화 나트륨을 반응시키면, 할로겐 교환의 결과로 생성되는 염화 나트륨이 아세톤에 녹지 않고 침전된다. 이 때문에 반응의 평형이 아이오딘화 알킬이 생성되는 쪽으로 이동한다.

:R–Cl + NaI → R–I + NaCl↓

브로민화 아릴을 아이오딘화 아릴로 변환하는 경우에는, 과량의 아이오딘화 나트륨이 아이오딘화 구리(I) (CuI)와 함께 사용된다.

3. 3. 핵의학

아이오딘화 나트륨의 방사성 동위 원소 염인 Na125I와 Na131I갑상샘암갑상샘 기능 항진증 치료를 위한 방사성의약품으로 사용되거나, 영상 촬영 시 방사성 추적자로 이용된다(아이오딘 동위 원소의 의학 및 생물학적 이용 참조).

핵의학 분야에서는 아이오딘이 갑상샘에 잘 축적되는 특성을 활용하여, Na123I 등을 갑상샘 신티그래피 검사에 사용한다.

3. 4. 섬광 검출기

탈륨(Tl)이 활성화제로 첨가된 아이오딘화 나트륨 결정(NaI(Tl))은 전리 방사선에 노출될 경우 광자를 방출하며 섬광을 일으키는 특성을 가진다. 이러한 성질 때문에 NaI(Tl)은 핵의학, 지구물리학, 핵물리학, 환경 측정 등 다양한 분야에서 섬광 검출기의 핵심 소재로 널리 사용되며, 현재 가장 보편적으로 쓰이는 섬광 물질 중 하나이다.[20]

아이오딘화 나트륨은 흡습성이 강해 공기 중의 수분을 쉽게 흡수하므로, 섬광 검출기로 사용할 때는 일반적으로 광전자 증배관과 함께 밀봉된 형태로 제작된다. 결정 성장 조건을 조절하면 방사선 경도, 잔광, 투명도와 같은 결정의 특성을 미세하게 조정할 수 있다. 특히 도펀트의 농도를 높인 결정은 분광 성능이 우수하여 고품질의 X-선 검출기에 사용된다. 아이오딘화 나트륨은 섬광 검출기 제작 시 단결정 또는 다결정 형태로 모두 사용될 수 있으며, 최대 방출 파장은 415nm이다.[15]

3. 5. 조영제

안토니우 에가스 모니스는 뇌혈관 조영술에 사용할 조영제를 연구했다.[16] 그는 토끼를 대상으로 실험한 결과, 아이오딘화 나트륨이 가장 적합한 조영 물질이라고 결론지었다.[16]

4. 안정성

아이오딘화 나트륨을 포함한 아이오딘화물은 대기 중의 산소(O2)에 의해 산화되어 분자 아이오딘(I2)을 생성한다.[1] I2와 아이오딘화물 이온(I)은 트라이아이오딘화물 착물을 형성하는데, 이 착물은 원래 흰색인 아이오딘화 나트륨과 달리 노란색을 띤다.[1] 물은 산화 과정을 가속하며, 아이오딘화물은 빛에 의해 광산화되어 I2를 생성할 수도 있다.[1] 따라서 최대의 안정성을 위해 아이오딘화 나트륨은 어둡고, 저온이며, 낮은 습도 조건에서 보관해야 한다.[1]

참조

[1] 기타 Haynes, p. 4.86
[2] 서적 Solubilities of inorganic and organic compounds c. 2 https://archive.org/[...] D. Van Nostrand Company
[3] 기타 Haynes, p. 5.171
[4] 기타 Haynes, p. 10.250
[5] 논문 Exciton Structure of NaI and NaBr
[6] 논문 Optical properties and electronic structure of alkali halides by thermoreflectivity
[7] 기타 Haynes, p. 4.130
[8] 논문 Precision Measurements of Crystals of the Alkali Halides
[9] 기타 Haynes, p. 5.36
[10] 웹사이트 Sodium iodide 383112 https://www.sigmaald[...]
[11] 간행물 Iodine and Iodine Compounds
[12] 논문 Single-atom electron energy loss spectroscopy of light elements
[13] 논문 Darstellung organischer Jodide aus den entsprechenden Bromiden und Chloriden https://zenodo.org/r[...]
[14] 논문 Solvolytic Displacement Reactions At Saturated Carbon Atoms
[15] 웹사이트 Scintillation Materials and Assemblies http://www.crystals.[...] Saint-Gobain Crystals 2017-06-21
[16] 논문 Antonio Egas Moniz (1874-1955) Portuguese Neurologist American Medical Association 1968
[17] 서적 Metal Ions in Solution Ellis Horwood
[18] 논문 Sodium Iodide 2001-04-15
[19] 논문 Transfer and partition free energies of 1:1 electrolytes in the water–dichloromethane solvent system at 298.15 K
[20] 웹사이트 タリウム活性化ヨウ化ナトリウム,NaI(Tl),光学結晶 http://www.neotron.c[...]
[21] 기타 Haynes, p. 4.86
[22] 서적 Solubilities of inorganic and organic compounds c. 2 https://archive.org/[...] D. Van Nostrand Company
[23] 기타 Haynes, p. 5.171
[24] 기타 Haynes, p. 10.250
[25] 논문 Exciton Structure of NaI and NaBr
[26] 논문 Optical properties and electronic structure of alkali halides by thermoreflectivity
[27] 기타 Haynes, p. 4.130
[28] 논문 Precision Measurements of Crystals of the Alkali Halides https://archive.org/[...]
[29] 기타 Haynes, p. 5.36
[30] 웹인용 Sodium iodide 383112 https://www.sigmaald[...]
[31] 서적 Metal Ions in Solution Ellis Horwood, New York



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