탄화수소암모늄

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1. 개요
2. 제조
- 2.1. 하트숀의 소금
3. 용도
4. 반응
5. 자연 발생
6. 안전성
참조

1. 개요

탄산수소암모늄은 화학식 NH₄HCO₃을 갖는 무기 화합물이다. 이산화탄소와 암모니아를 결합하여 제조하며, 식품 첨가물, 화학 산업, 기타 용도로 널리 사용된다. 식품 산업에서는 팽창제로 사용되며, 화학 산업에서는 비료, 의약품, 염료 등의 생산에 기여한다. 또한, 완충제, 거담제, 곤충 유인제 등으로도 활용된다. 탄산수소암모늄은 피부, 눈, 호흡기에 자극을 줄 수 있으며, 2008년 중국 유제품 파동 당시 멜라민 검출로 인해 수입이 금지된 사례가 있다.

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탄화수소암모늄 - [화학 물질]에 관한 문서
일반 정보
탄산수소암모늄 2D 모델
탄산수소암모늄
암모늄 양이온의 공-막대 모델
중탄산염 음이온의 공-막대 모델
IUPAC 이름	탄산수소암모늄
다른 이름	중탄산암모늄 탄산수소암모늄 하트숀 AmBic 가루 베이킹 암모니아
화학식	NH₄HCO₃
몰 질량	79.056 g/mol
CAS 등록 번호	1066-33-7
EC 번호	213-911-5
성질
용해도	11.9 g/100 mL (0 °C) 21.6 g/100 mL (20 °C) 24.8 g/100 mL (25 °C) 36.6 g/100 mL (40 °C)
다른 용매에 대한 용해도	메탄올에 녹지 않음
밀도	1.586 g/cm³
녹는점	41.9 °C (분해)
위험성
신호어	경고
H 문구	H302
P 문구	P264, P270, P301+312, P330, P501
주요 위험	분해되어 암모니아 방출
NFPA 704	건강: 2 화재: 0 반응성: 0
인화점	불연성
관련 화합물
다른 음이온	탄산암모늄
다른 양이온	탄산수소나트륨 탄산수소칼륨

2. 제조

탄산수소암모늄은 이산화탄소와 암모니아를 결합하여 생산한다.^[3] 반응식은 다음과 같다.

:CO₂ + NH₃ + H₂O → (NH₄)HCO₃

탄산수소암모늄은 열적으로 불안정하기 때문에 반응 용액을 차갑게 유지하여 생성물이 백색 고체로 침전되도록 한다. 1997년에는 약 10만 톤이 이런 방식으로 생산되었다.^[3]

암모니아 가스를 세스퀴탄산염(탄산수소암모늄(NH₄)HCO₃, 탄산 암모늄((NH₄)₂CO₃), H₂O의 2:1:1 혼합물)의 강한 수용액에 통과시키면 이를 일반 탄산 암모늄 ((NH₄)₂CO₃)으로 변환시키는데, 이 물질은 약 30°C에서 제조된 용액에서 결정 상태로 얻을 수 있다. 이 화합물은 공기에 노출되면 암모니아를 방출하고 탄산수소암모늄으로 되돌아간다.

2. 1. 하트숀의 소금

과거에는 방향성 염 또는 하트숀의 소금으로 알려졌다. 머리카락, 뿔, 가죽과 같은 질소 함유 유기물을 건류하여 얻었다.^[3] 하트숀의 소금은 탄산수소 암모늄 외에 카바민산 암모늄 (NH₄CO₂NH₂)과 탄산 암모늄 ((NH₄)₂CO₃)을 함유하고 있다.^[3] 때로는 세스키탄산 암모늄이라고도 불린다.^[3] 강한 암모니아 냄새가 나며, 알코올로 소화하면 카바민산이 용해되어 탄산수소 암모늄 잔류물을 남긴다.^[3]

세스키탄산염을 공기에 노출하면 이와 유사한 분해가 일어난다.^[3]

3. 용도

탄산수소암모늄은 여러 산업 분야에서 널리 사용된다.

; 식품 첨가물

탄산수소암모늄은 과자나 크래커와 같이 납작한 구운 식품의 팽창제로 식품 산업에서 사용된다.^[4]^[5] 현대의 베이킹파우더가 나오기 전에는 가정에서 흔히 사용되었다. 많은 요리책, 특히 스칸디나비아 국가에서 여전히 하트숀 또는 혼솔트라고 부른다.^[4]^[5] 굽는 동안 약간의 암모니아 냄새가 나지만, 이는 빠르게 사라져 맛을 남기지 않는다. 많은 경우 레시피 구성과 팽창 요구 사항에 따라 베이킹 소다 또는 베이킹 파우더, 또는 둘의 조합으로 대체될 수 있다.^[6] 유럽 연합에서는 식품 첨가물로 E 넘버 E503이 할당되었다. 기체를 발생시키므로 팽창제, 베이킹 파우더로 첨가한다.

; 화학 산업

탄산수소암모늄은 화학 산업에서 다양한 용도로 사용된다. 중국에서는 저렴한 질소 비료로 흔히 사용되었으나, 현재는 품질과 안정성을 위해 요소로 대체되고 있다. 이 화합물은 소화 화합물, 의약품, 염료, 안료 생산의 구성 요소로 사용되며, 암모니아 공급원으로서 기본적인 비료이기도 하다.

탄산수소암모늄은 플라스틱 및 고무 산업, 세라믹 제조, 크롬 가죽 태닝, 촉매 합성에도 널리 사용된다. 고성능 액체 크로마토그래피와 같은 화학적 정제 과정에서 용액을 완만하게 알칼리성으로 완충하는 데 사용되며, 동결 건조를 통해 관심 화합물을 신속하게 회수할 수 있게 한다. 또한, LC–MS에 대한 알칼리성 완충제로도 유용하다. 탄산수소암모늄은 거담제 기침 시럽 "세네가와 암모니아"의 핵심 성분이기도 하며, 호두 껍질 파리와 같은 곤충을 잡기 위한 유인제로도 사용된다.

; 기타 용도

탄산수소암모늄은 화학적 정제 과정에서 용액을 약알칼리성으로 유지하기 위한 완충제로 사용된다. 휘발성 화합물로 완전히 분해되므로 동결 건조를 통해 관심 화합물을 신속하게 회수할 수 있다. 또한, LC-MS에 대한 알칼리성 완충제로 유용하다.

기침 시럽의 성분으로도 사용되는데, "세네가와 암모니아"와 같은 거담제의 핵심 성분이다.

호두 껍질 파리(Rhagoletis completa)와 같은 곤충을 유인하는 데 사용된다.

섬유의 탈지제로도 사용된다.

3. 1. 식품 첨가물

탄산수소암모늄은 과자나 크래커와 같이 납작한 구운 식품의 팽창제로 식품 산업에서 사용된다.^[4]^[5] 현대의 베이킹파우더가 나오기 전에는 가정에서 흔히 사용되었다. 많은 요리책, 특히 스칸디나비아 국가에서 여전히 하트숀 또는 혼솔트라고 부른다.^[4]^[5] 굽는 동안 약간의 암모니아 냄새가 나지만, 이는 빠르게 사라져 맛을 남기지 않는다. 많은 경우 레시피 구성과 팽창 요구 사항에 따라 베이킹 소다 또는 베이킹 파우더, 또는 둘의 조합으로 대체될 수 있다.^[6] 유럽 연합에서는 식품 첨가물로 E 넘버 E503이 할당되었다. 기체를 발생시키므로 팽창제, 베이킹 파우더로 첨가한다.

3. 2. 화학 산업

탄산수소암모늄은 화학 산업에서 다양한 용도로 사용된다. 중국에서는 저렴한 질소 비료로 흔히 사용되었으나, 현재는 품질과 안정성을 위해 요소로 대체되고 있다. 이 화합물은 소화 화합물, 의약품, 염료, 안료 생산의 구성 요소로 사용되며, 암모니아 공급원으로서 기본적인 비료이기도 하다.

탄산수소암모늄은 플라스틱 및 고무 산업, 세라믹 제조, 크롬 가죽 태닝, 촉매 합성에도 널리 사용된다. 고성능 액체 크로마토그래피와 같은 화학적 정제 과정에서 용액을 완만하게 알칼리성으로 완충하는 데 사용되며, 동결 건조를 통해 관심 화합물을 신속하게 회수할 수 있게 한다. 또한, LC–MS에 대한 알칼리성 완충제로도 유용하다. 탄산수소암모늄은 거담제 기침 시럽 "세네가와 암모니아"의 핵심 성분이기도 하며, 호두 껍질 파리와 같은 곤충을 잡기 위한 유인제로도 사용된다.

3. 3. 기타 용도

탄산수소암모늄은 화학적 정제 과정에서 용액을 약알칼리성으로 유지하기 위한 완충제로 사용된다. 휘발성 화합물로 완전히 분해되므로 동결 건조를 통해 관심 화합물을 신속하게 회수할 수 있다. 또한, LC-MS에 대한 알칼리성 완충제로 유용하다.

기침 시럽의 성분으로도 사용되는데, "세네가와 암모니아"와 같은 거담제의 핵심 성분이다.

호두 껍질 파리(Rhagoletis completa)와 같은 곤충을 유인하는 데 사용된다.

섬유의 탈지제로도 사용된다.

4. 반응

탄화수소암모늄은 물에 녹아 약한 알칼리(alkali) 용액을 생성한다. 아세톤과 알코올(Alcohol (chemistry))에는 녹지 않는다.

탄산수소암모늄은 약 36°C 이상에서 암모니아, 이산화 탄소, 물로 흡열 과정을 거쳐 분해되므로 물의 온도가 떨어진다.

:NH₄HCO₃ → NH₃ + H₂O + CO₂

산과 반응하면 암모늄 염도 생성된다.

:NH₄HCO₃ + HCl → NH₄Cl + CO₂ + H₂O

염기와 반응하면 암모니아가 생성된다.

알칼리 토금속의 황산염과 반응하여 탄산염을 침전시킨다.

:CaSO₄ + 2 NH₄HCO₃ → CaCO₃ + (NH₄)₂SO₄ + CO₂ + H₂O

또한 알칼리 금속 할로겐화물과 반응하여 알칼리 금속 탄산수소염과 암모늄 할로겐화물을 생성한다.

:NH₄HCO₃ + NaCl → NH₄Cl + NaHCO₃

:NH₄HCO₃ + KI → NH₄I + KHCO₃

:NH₄HCO₃ + NaBr → NH₄Br + NaHCO₃

5. 자연 발생

탄화수소암모늄은 극히 드문 광물인 테슈마허석으로 자연계에 존재한다.^[7]^[8] 또한 사슴뿔에서도 얻을 수 있다.^[9]

6. 안전성

탄산수소암모늄은 피부, 눈 및 호흡기 계통에 자극제이다.^[10] 탄산수소암모늄을 들이마시면 코, 목구멍 및 폐를 자극하여 기침, 쌕쌕거림 및/또는 호흡 곤란을 유발할 수 있다.^[10] 반복적인 노출은 기침, 및/또는 호흡 곤란을 동반한 기관지염을 유발할 수 있으며, 건강 영향은 노출된 후 일정 시간이 지난 후에 발생하여 수개월 또는 수년 동안 지속될 수 있다.^[10]

작업은 가능한 경우 밀폐하고, 화학 물질 방출 현장에서 국소 배기 환기를 사용하는 것이 권장된다. 국소 배기 환기 또는 밀폐를 사용하지 않는 경우, 호흡 보호구가 필요하다. 보호 작업복을 착용하고 탄산수소암모늄에 노출된 직후 옷을 갈아입고 철저히 씻어야 한다.^[10]

2008년 중국 유제품 파동 이후, 과자를 만드는 데 사용된 중국산 탄산수소암모늄에서 멜라민이 검출되어 말레이시아에서 수입이 금지되었다.^[11]

참조

_[1] 간행물 # or 웹사이트, 정보 부족으로 간행물로 임의 설정 Sigma-Aldrich 2022-02-15
_[2] 문서 Pubchem
_[3] 서적 Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry
_[4] 웹사이트 Naturfag : Hornsalt øvelse http://www.studentto[...] Studenttorget.no 2003-11-26
_[5] 웹사이트 Naturfag : Hornsalt øvelse http://www.studentto[...]
_[6] 웹사이트 What is hartshorn? http://www.ochef.com[...] 2007-03-19
_[7] 웹사이트 Teschemacherite https://www.mindat.o[...]
_[8] 웹사이트 List of Minerals https://www.ima-mine[...] 2011-03-21
_[9] 웹사이트 history notes{{mdash}}cookies, crackers & biscuits http://www.foodtimel[...] 2012-06-24
_[10] 웹사이트 Hazardous Substance Fact Sheet http://nj.gov/health[...] New Jersey Department of Health and Senior Services
_[11] 뉴스 Melamine found in Malaysian biscuits, traced to China ingredient. https://www.thefreel[...] Kyodo News 2019-03-12
_[12] 간행물 # or 웹사이트, 정보 부족으로 간행물로 임의 설정 Sigma-Aldrich 2022-02-15
_[13] 문서 Pubchem

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