나트륨이란?..

[류명한]

1. 나트륨이란?
주기율표 제1족에 속하는 알칼리금속원소의 하나입니다. (화학물질군=금속)
1807년 영국의 화학자 H.데이비에 의해 처음으로 금속으로서 단리(單離)되었습니다. 데이비는 칼륨을 석출한 며칠 후에 수산화나트륨으로부터 융해염전해(融解鹽電解)에 의해 이 원소를 단리시키고 소듐(sodium)이라 명명하였습니다. 1890년에는 H.Y.캐스트너가 공업적 제조법을 발견하는 데 성공하였습니다. 이 원소의 명칭은 광물성 알칼리를 뜻하는 라틴어 ‘nitrum’, ‘solida’에서 유래한다고도 하며, 또 탄산나트륨(탄산소다)의 옛 이름인 ‘natron’, ‘soda’에 기원한다고도 합니다.

2. 지구상에 존재하는 양은?
지구상에 널리, 다량으로 존재하며 그 양은 칼슘에 이어 6위입니다. 산소·물 등과 잘 반응하므로 유리상태로 산출되는 일은 없고, 조장석(曹長石)·사장석·하석(霞石)·빙정석 등에 분포하며, 또 암염(岩鹽)으로서 거대한 광상을 이룹니다. 이 밖에 탄산염(천연소다)·질산염(칠레초석)·황산염(테나다이트)·붕산염(붕사) 등으로서 각지에서 산출되고, 또 바닷물 속에는 염화나트륨으로서 약 3 % 함유되어 있어 중요한 공업자원이 됩니다. 생체, 특히 동물 체내에서 나트륨이온은 조직액의 삼투압을 유지하고, pH를 일정하게 유지하는 등 중요한 생리기능을 수행합니다.

3. 나트륨의 성질은?
은백색의 무른 금속으로서 칼로 자를 수도 있고, 작은 구멍으로 뽑아 내어 철사로 만들 수도 있습니다. (굳기 0.4)  새로운 면은 금속광택을 가지지만, 공기와 접촉하면 즉시 산화하여 광택을 잃게 됩니다. 화학적으로 매우 활발하여 녹는점 이상으로 가열하면 연소하여 노란색 불꽃을 냅니다. 할로겐·산소 등과 격렬하게 반응하고, 수소와도 화합물을 만듭니다. 또, 물과도 격렬하게 반응하여 수소를 발생하며, 상온에서는 반응열로 해서 나트륨의 작은 조각은 구상(球狀)으로 되어 수면 위를 돌아다니며 수산화나트륨을 만듭니다. 따라서 보관할 때는 석유 속에 넣어서 보관하는 것이 안전합니다. 염류(鹽類)는 일반적으로 물에 잘 녹습니다.

4. 나트륨의 제조법은?
공업적으로는 융해염[NaCl(l)]을 전기분해하여 만드는데 (-)극에서는 Na금속이 (+)극에서는 염소기체[Cl(g)]가 발생합니다. 그 주요 방법으로는 수산화나트륨을 사용하는 캐스트너법과 염화나트륨을 사용하는 다운스법이 있습니다. 캐스트너법은 수산화나트륨을 310∼320 ℃에서 녹여서 니켈 또는 철의 양극(陽極)과 구리의 음극을 사용하여 전기분해합니다. 다운스법에서는 염화나트륨의 녹는점을 낮추기 위해 염화칼슘을 혼합하여 600 ℃에서 전기분해합니다. 양극으로 흑연, 음극으로 철을 사용하면, 양극에서는 건조한 염소, 음극에서는 나트륨이 동시에 생깁니다. 다운스법보다는 캐스트너법이 역사가 더 오래 되었고, 또 일반적으로 순도가 높은 것을 얻을 수 있으나 전류(電流)의 효율이 나쁜 결점이 있습니다. 세계적인 경향은 다운스법을 채택하고 있습니다. 실험실에서는 금속나트륨을 진공 속에서 증류하여 정제합니다.

5. 나트륨의 용도는?
녹는점이 낮고 열중성자(熱中性子) 흡수단면적이 작으므로 단독 또는 칼륨과의 합금으로 원자로의 냉각제로 사용됩니다. 또 각종 금속제련의 환원제(還元劑)로 쓰이는 외에 아말감으로서 각종 환원제·합금·촉매로도 사용됩니다.
   -주용도 : 세제, 접착제, 의약품, 식품첨가물, 시약

6. 인체에 위험한 유해성은?
   -색상 : 회색
   -물리적 상태 : 고체
   -냄새 : 무취
   -주요한 건강위험성 : 호흡기도 화상, 피부 화상, 눈 화상, 점막 화상
   -물리적 위험 : 고인화성. 공기에 노출되면 자연 발화될 수도 있음. 물과 격렬하게 반응함.
      중합될 수도 있음. 용기가 파열되거나 폭발할 수 있음.

7. 인체노출시(비상시) 응급조치요령은?
   -흡입하였다면 : 부작용이 발생하면, 오염되지 않은 지역으로 이동시킬 것.
   -호흡하지 않을 경우 : 인공호흡을 할 것.
   -호흡이 곤란하면 : 즉시 의사의 치료를 받을 것.
   -피부접촉을 하였다면 : 오염된 의복 및 신발을 제거하는 동안 적어도 15분 동안 비누와 물로 씻을 것. 즉시 의사의 치료를 받을 것. 오염된 의복 및 신발은 재사용 전에 철저히 건조시키고 세탁할 것. 오염된 신발을 파기할 것.
   -눈 접촉으로 인한 이상이 발견되었다면 : 많은 양의 물을 사용하여 적어도 15분 동안 눈을 즉시 세척할 것. 곧바로 의사의 치료를 받도록 할 것.
   -섭취하였다면 : 많은 양의 물을 마시도록 하고, 구토를 유도하지 않도록 할 것. 즉시 의사의 치료를 받을 것.
   -의사는 : 흡입의 경우에는 산소의 공급를 고려할 것. 위 세척 또는 구토를 피할 것.

8. 폭발 화재시에는?
   -화재 및 폭발 위험 : 심각한 화재 위험이 있음. 증기/공기 혼합물은 폭발성이 있음. 공기에 노출되면 발화될 수도 있음.
   -소화제 : 분말소화약제, 모래
   -화재시 : 접근을 막고 위험 지역을 격리하며 출입을 금지할 것. 타도록 내버려 둘 것.
   -소방활동 : 물을 사용하지 말 것. 포말소화약제을 사용하지 말 것. 위험 없이 할 수 있으면 용기를 화재지역으로부터 이동시킬 것. 주변화재에 적응한 소화제를 사용할 것. 용기 내부에 물을 넣지 말 것. 물질자체 또는 연소 생성물의 흡입을 피할 것.

9. 취급 및 저장방법은?
   -저장시 : 신체적 손상을 입지 않도록 보호할 것. 상수도 및 하수도에서 떨어진 곳에 둘 것. 실온에서 보관할 것. 불활성 분위기 하에서 보관할 것. 무산소용액에 보관(예: 석유류)할 것. 혼합금지 물질과 분리할 것. 옥외 또는 격리된 건물에 보관할 것. 혼합금지 물질과 분리할 것.
   -취급시 : 분진발생을 최소화할 수 있는 방법을 사용할 것.