질산 바륨
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1. 개요
질산 바륨은 바륨의 탄산염을 사용하여 제조되며, 산화 바륨 함유 물질 생산, 화약류의 산화제, 폭발물 바라톨, 섬광 화약, 테르메이트 등에 사용된다. 질산 바륨은 탄산 바륨을 질산에 용해하거나 황화 바륨과 질산을 결합하여 제조할 수 있으며, 고온에서 산화 바륨으로 분해된다. 용해 가능한 바륨 화합물과 마찬가지로 독성이 있으며, 섭취 또는 흡입 시 독성 반응을 나타낼 수 있다. 일본에서는 극물 및 위험물로 지정되어 있으며, 한국은 질산 바륨에 대한 직접적인 법적 규제는 명시되어 있지 않다.
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| 질산 바륨 - [화학 물질]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| |
| 다른 이름 | 바륨 디니트레이트 바륨 염 |
| 화학식 | Ba(NO3)2 |
| 몰 질량 | 261.337 g/mol |
| 외관 | 희고 광택 있는 결정 |
| 냄새 | 무취 |
| 밀도 | 3.24 g/cm³ |
| 녹는점 | 592 °C (분해) |
| 용해도 | 4.95 g/100 mL (0 °C), 10.5 g/100 mL (25 °C), 34.4 g/100 mL (100 °C) |
| 다른 용매에 대한 용해도 | 아세톤과 에탄올에 약간 용해됨 |
| 굴절률 | 1.5659 |
| 자기 감수율 | -66.5·10⁻⁶ cm³/mol |
| 구조 | |
| 결정 구조 | 입방정계 |
| 식별자 | |
| CAS 등록번호 | 10022-31-8 |
| EC 번호 | 233-020-5 |
| UN 번호 | 1446 |
| RTECS 번호 | CQ9625000 |
| PubChem CID | 24798 |
| ChemSpider ID | 23184 |
| ChEBI | 190440 |
| UNII | MDC5SW56XC |
| ChEMBL | 3184584 |
| InChI | 1/Ba.2NO2/c;2*2-1(3)4/q+2;2*-1 |
| SMILES | [Ba+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O |
| StdInChI | 1S/Ba.2NO3/c;2*2-1(3)4/q+2;2*-1 |
| InChIKey | IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYAA |
| StdInChIKey | IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N |
| 위험성 | |
| GHS 그림 문자 | '' |
| 신호어 | 위험 |
| H 문구 | '' |
| P 문구 | '' |
| NFPA 704 | 건강: 3 화재: 0 반응성: 3 |
| LD50 (쥐, 경구) | 355 mg/kg |
| LDLo (토끼, 경구) | 79 mg Ba/kg |
| LDLo (개, 경구) | 421 mg Ba/kg |
| PEL | TWA 0.5 mg/m³ |
| REL | TWA 0.5 mg/m³ |
| IDLH | 50 mg/m³ |
| 인화점 | 불연성 |
2. 제조 및 반응
질산 바륨은 탄산 바륨을 질산에 용해시키거나 황화 바륨과 질산을 결합하는 방식으로 제조된다.[4] 또한, 황산 바륨 분말을 숯과 함께 가열하여 황화 바륨을 만든 후 질산과 반응시켜 얻을 수도 있다. 질산 바륨은 희귀 광물인 니트로바이트 형태로 자연에서 발견되기도 한다.[5][6]
고온에서 질산 바륨은 산화 바륨으로 분해된다.
: 2Ba(NO3)2 → 2BaO + 4NO2 + O2
2. 1. 제조법
질산 바륨은 바륨의 주요 원료인 탄산염을 사용하여 두 가지 공정으로 제조된다. 첫 번째 공정은 탄산 바륨을 질산에 용해시키고, 철 불순물을 침전시킨 다음 여과, 증발 및 결정화하는 것이다. 두 번째 공정은 황화 바륨과 질산을 결합하는 것이다.[4]황산 바륨 분말을 숯과 함께 혼합하여 1,000℃에서 가열 처리하면 황화 바륨이 되며, 이를 질산과 반응시켜 질산 바륨을 얻을 수도 있다.
2. 2. 반응
질산 바륨은 바륨의 주요 원료인 탄산염을 사용하여 두 가지 공정으로 제조된다. 첫 번째 공정은 탄산 바륨을 질산에 용해시키고, 철 불순물을 침전시킨 다음 여과, 증발 및 결정화하는 것이다. 두 번째 공정은 황화 바륨과 질산을 결합하는 것이다.[4]질산 바륨은 매우 희귀한 광물인 니트로바이트(nitrobarite)로 자연에서 발견된다.[5][6]
고온에서 질산 바륨은 산화 바륨으로 분해된다.
: 2Ba(NO3)2 → 2BaO + 4NO2 + O2
또한, 황산 바륨 분말을 숯과 함께 혼합하여 1,000℃에서 가열 처리하면 황화 바륨이 되며, 이를 질산과 반응시켜 질산 바륨을 얻을 수 있다.
3. 용도
질산 바륨은 산화 바륨 제조 과정, 진공관 산업 및 불꽃놀이의 녹색 불꽃을 내는 데에도 사용된다.[7]
3. 1. 산업용
질산 바륨은 BaO 함유 물질 생산에 사용된다.3. 2. 군사용
질산 바륨은 알루미늄 분말과 혼합하면 섬광 화약의 재료가 되며, 매우 폭발성이 강하다. 테르밋과 혼합하여 테르메이트-TH3를 형성하며, 군사용 테르밋 수류탄에 사용된다. TNT과 혼합하면 바라톨이라는 폭약이 된다. 바라톨은 질산 바륨의 높은 밀도로 인해 밀도가 높지만, 더 이상 생산되지 않는다. 질산 바륨은 또한 영국군이 호커 허리케인 및 슈퍼마린 스핏파이어와 같은 요격기에 장착한 ''드 빌데'' 소이탄에 사용된 "SR 365" 소이 장치의 주요 성분이기도 했다. 이 탄약은 영국 본토 항공전 기간 동안 사용되었다.[7]- 화약류의 산화제로 사용된다.
3. 3. 기타
질산 바륨은 산화 바륨(BaO) 함유 물질 생산에 사용된다. 바라톨은 더 이상 생산되지 않지만, 질산 바륨, TNT, 결합제로 구성된 폭발물이며, 질산 바륨의 높은 밀도로 인해 바라톨 또한 상당히 밀도가 높다.[7] 알루미늄 분말과 혼합된 질산 바륨은 섬광 화약의 공식으로, 매우 폭발성이 강하다. 테르밋과 혼합하여 테르메이트-TH3를 형성하며, 군사용 테르밋 수류탄에 사용된다. 질산 바륨은 또한 영국군이 호커 허리케인 및 슈퍼마린 스핏파이어와 같은 요격기에 장착한 ''드 빌데'' 소이탄에 사용된 "SR 365" 소이 장치의 주요 성분이었으며, 이 탄약은 영국 본토 항공전 기간 동안 사용되었다.[7] 또한 산화 바륨 제조 과정, 진공관 산업 및 불꽃놀이의 녹색 불꽃에도 사용된다.4. 안전성 및 법적 규제
질산 바륨은 용해 가능한 다른 바륨 화합물처럼 흡입하거나 섭취했을 때 독성이 있다.[13][8] 황산염 염, 예를 들어 엡솜염이나 황산나트륨 용액은 바륨 중독에 대한 응급 처치로 사용될 수 있는데, 이는 바륨을 불용성(및 무독성) 황산바륨으로 침전시키기 때문이다. 흡입 시 호흡기를 자극할 수 있으며, 피부나 눈에 접촉하면 섭취나 흡입보다는 덜 해롭지만, 자극, 가려움, 발적 및 통증을 유발할 수 있다.
미국 직업안전보건청(OSHA)과 국립 산업안전보건연구원(NIOSH)은 직업적 노출 기준을 8시간 시간 가중 평균 0.5mg/m3으로 설정했다.[3] 일본에서는 독물 및 극물 취체법 및 독물 및 극물 지정령에 의해 '''바륨 화합물'''이 극물로 지정되어 있고, 소방법에 의해 질산염류로서 위험물 제1류로 지정되어 있다.
4. 1. 안전성
모든 수용성 바륨 화합물과 마찬가지로 질산바륨은 섭취 또는 흡입 시 독성을 나타낸다.[13][8]황산염 염, 예를 들어 엡솜염 또는 황산나트륨 용액은 바륨 중독에 대한 응급 처치로 투여될 수 있는데, 이는 바륨을 불용성(및 무독성) 황산바륨으로 침전시키기 때문이다. 흡입 또한 호흡기를 자극할 수 있다.
피부 또는 눈 접촉은 섭취 또는 흡입보다 덜 해롭지만, 자극, 가려움, 발적 및 통증을 유발할 수 있다.
미국 직업안전보건청(OSHA)과 국립 산업안전보건연구원(NIOSH)은 직업적 노출 기준을 8시간 시간 가중 평균 0.5mg/m3으로 설정했다.[3] 다른 바륨 화합물과 마찬가지로 독성을 가지며, 중독의 징후로는 구토, 설사, 복통, 근육 떨림 등이 있다.
4. 2. 한국의 법적 규제
한국에서는 질산 바륨에 대한 직접적인 법적 규제가 명시되어 있지 않다. 다만, 일본의 경우 독물 및 극물 취체법 및 독물 및 극물 지정령에 의해 '''바륨 화합물'''이 극물로 지정되어 있으며, 소방법에 의해 질산염류로서 위험물 제1류로 지정되어 있다.[1] 그 외에도 선박 안전법, 항공법에 관련 규정이 있으며, 바륨 화합물은 대기 오염 방지법, 바륨의 수용성 화합물은 노동 안전 위생법 및 PRTR법에 의해 규제받고, 암모늄 화합물은 수질 오탁 방지법의 규제를 받는다.[1]4. 3. 국제적 규제
일본에서는 독물 및 극물 취체법 및 독물 및 극물 지정령에 의해 '''바륨 화합물'''이 극물로 지정되어 있다. 또한 소방법에 의해 질산염류로서 위험물 제1류로 지정되어 있다. 그 외에도 선박 안전법, 항공법에 관련 규정이 있으며, 바륨 화합물은 대기 오염 방지법, 바륨의 수용성 화합물은 노동 안전 위생법 및 PRTR법에 의해, 암모늄 화합물은 수질 오탁 방지법에 의해 규제를 받는다.[1]참조
[1]
서적
CRC Handbook of Chemistry and Physics
CRC Press
2018-06-18
[2]
문서
7440393
[3]
문서
"0046"
[4]
서적
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry
Wiley-VCH
2007
[5]
웹사이트
Mindat
http://www.mindat.or[...]
[6]
웹사이트
List of Minerals
https://www.ima-mine[...]
2011-03-21
[7]
웹사이트
THE BATTLE OF BRITAIN: ARMAMENT OF THE COMPETING FIGHTERS
http://www.quarry.ni[...]
Crowood Press
2012-12-23
[8]
웹사이트
Barium Nitrate
http://hazard.com/ms[...]
[9]
서적
CRC Handbook of Chemistry and Physics
https://archive.org/[...]
CRC Press
2018-06-18
[10]
문서
7440393
[11]
문서
"0046"
[12]
서적
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry
Wiley-VCH
2007
[13]
웹사이트
Barium Nitrate
http://hazard.com/ms[...]
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