플루오린화 수소산(HF, Hydrofluoric acid)
플루오린화 수소산의 성질
플루오린화 수소산(HF, Hydrofluoric acid)은 플루오린화 수소의 수용액으로
불화수소산(弗化水素酸) 또는 불산(弗酸)이라고도 한다.
플루오린화 수소산은 강산으로 분류되는 염산이나 브로민화 수소산 등의 다른 할로젠화 수소들과 달리
플루오르와 수소 사이에 강한 수소 결합이 작용하여, 이온화가 잘 일어나지 않아 약산으로 분류된다.
그러나 불화수소산은 수용액 농도가 진할수록 강산이 되고 자극적인 냄새의 연무를 발산한다.
기체상태의 불화수소는 특히 공기보다 가벼워 쉽게 확산되며
불산용액과 불산가스는 급성 및 접촉성 독이어서 화학전의 무기가 되고 있다.
HF + H2O H3O+ + F?
즉, 플루오린화 수소의 농도가 높아지면 산도가 급격히 높아진다.
2 HF H+ + FHF?
불화수소(HF)의 수용액, 무색의 자극성 액체로 공기 중에서 발연하며,
유독성으로 피부나 점막을 강하게 침투(표면 장력이 대단히 작고 침투력이 강하다)하기 때문에 취급에 주의를 요한다.
반응성이 풍부하고, 알칼리, 알칼리토금속, 납, 아연, 은 등의 금속 산화물, 수산화물 또는 탄산염과 반응하여 불화물을 생성한다.
SiO2 + 4 HF → SiF4 (g) + 2 H2O
SiO2 + 6 HF → H2SiF6 + 2 H2O
거의 모든 금속은 침투 당하지만, 금, 백금은 침해당하지 않는다.
유리와 금속을 녹이기 때문에, 합성수지제(폴리에틸렌)
플라스틱병의 용기에 넣어 밀봉하여 저장한다.
금속과 닿으면 금속을 부식시키고, 식물과 닿으면 식물에 산에 의한 피해를 준다
할로겐족 원소는 보통 조연성 기체로 분류된다.
알다싶이 자연상태의 원소들은 안정화되려는 성질이 있기 때문에 불안정성이 큰 할로겐족 원소들은
끊임없이 안정화 될 때까지 반응을 하는데, 어떤 조건이 맞다면 에너지를 발생하면서 연소한다.
즉, 두 원소가 반응하면서 몇 kcal의 에너지가 발생되는데,
용접할 때의 불빛처럼 섬광과 함께 폭발하면서 반응하는 것이다.
이 조연성(가연성)가스의 대표적인게 산소.
이 조연성은 할로겐 족 원소에서 높은 순서대로 나열하면 불소(F)>염소(Cl)>브롬(Br)>요오드(I)이다.
불산의 용도
독성물질로써 철저하게 관리해야 하는 불산은
전구, 브라운관 등 유리의 식각용으로 사용되며
최근에는 LCD, LED, AM OLED 등 딘글라스 수요 급증으로 쓰임새가 더욱 다양해졌다.
이밖에 스테인리스강관 등 금속의 세정과 프레온과 같은 무기불화물 제조의 원료가 되며
각종 도금용 전해제로도 많이 쓰인다.
도금에서는 불화욕으로써 주석, 납, 땜납, 크롬 등의 도금욕에 사용된다.
그 외, 유리의 부식, 주물의 모래 제거, 스테인리스의 표면처리, 도금의 전처리 등에도 이용된다.
시판 제품은 46~50%의 불화수소(HF)를 포함하고 있다.
배수에는 석회 또는 소석회(消石灰)를 첨가시켜, 불화칼슘으로써 침전시켜 제거하는 것이 일반적이다.
불산가스가 미치는 인체의 폐해
매우 유독한 가스로 분류되며 기체 상태로 체내 흡수될 시에는 호흡기의 점막을 해치고,
뼈를 손상시킬 수도 있다. 또한 신경계의 교란 위험도 있다.
또한 불산가스는 물에 쉽게 반응하며 약한 산성의 성질을 띠고 있어 인체에서 쉽게 불소이온으로 변한다.
이 불소이온은 혈류를 타고 칼슘이온이나 마그네슘이온과 결합해 침전물을 만든다.
그로 인해 저칼슘·저마그네슘·저나트륨 혈증이나 고칼륨 혈증을 유발하며 심한 경우
심실세동을 일으켜 갑작스레 심장이 정지할 수도 있다.
불소이온이 기도에 들러붙으면 느린 속도로 폐에서 화학반응을 일으키기도 한다.
불산가스 흡입한 폐
(대구·구미=연합뉴스) 김선형 기자 = 2009년 대구 한 공장에서 불산가스를 흡입한 환자의 폐 사진.
왼쪽 사진부터 입원 첫날, 닷새, 열흘 째. "폐 가운데 희뿌연 부분은 염증". 2012.10.5 ≪지방기사 참조≫
액체 상태에서 약산으로 분류되긴 하지만 반응성이 뛰어난 할로겐족 원소인 만큼
신체 내에 침투 속도도 빠르고 세포와의 결합이 매우 쉽다.
따라서 아주 매우 낮은 농도가 아닌 이상 흡입하면 매우 위험하다.
▲ 지난 9월27일 발생한 경북 구미4공단 휴브글로벌(주) 화학공장 불산가스 유출로
인근 농작물들이 고엽제를 맞은 것처럼 말라죽어있다.
왼쪽 상단부터 대추나무, 포도나무, 무우밭, 메론밭
참고로, 할로겐 족 원소라고 해서 늘상 또 위험한 건 아니다.
예를 들어 불소는 치약에 들어 있는 성분, 염소는 소금(NaC)l에 들어 있으니.
상황에 따라 어떻게 존재하는가에 따라 약이 되기도 독이 되기도 한다
구미 사고의 문제점
소방관들이 유출된 불화수소산을 중화하기 위해 물을 뿌렸는데
물을 뿌리면 불화수소산이 보다 빠르게 증발될 수 있다”
“이는 증발된 불화수소로 인해 2차 피해를 키우는 역할이 될 수 있으며
독성가스 유출사고에 따른 취급상 주의사항, 응급처치방법 등은 MSDS(물질안전보건자료)에도 잘 나와 있다”
치료법
불산이 피부에 접촉되었을 때의 응급처치는 즉시 다량의 물로 장시간 씻어내야 하며
오염된 의복은 신속히 벗어야 한다.
또 불화수소를 흡입했을 경우는 즉시 신선한 공기가 있는 곳으로 옮겨 산소호흡을 실시해야 한다.
"피를 뽑아 이온 수치를 파악하고,
100% 가스 산소와 불산가스 해독제인 칼슘제제를 흡입시켜 환자를 치료해야 한다