◐﻿ 무기약품 ◐ 제5장 질소공업/ 제2편 각론/ 제1족 원소화합물. ~ 제8족 원소화합물.

제5장 질소공업 1.질소(Nitrogen : N2, 28.01) 1)제법 ⅰ.실험실적 제법 α.아질산암모늄으로부터 얻는 방법 : 단독으로 가열하거나 아질산나트륨과 황산암모늄의 혼합용액을 가열한다 NH4NO2 → N2 + 2H2O 2NaNO2 + (NH4)2SO4 → Na2SO4 + 4H2O + 2N2 β.암모니아에 브롬을 작용시키는 방법 8NH3 + 3Br2 → 6NH4Br + N2 ⅱ.공업적 제법 α.액체공기의 분류법(가급적 양자의 비점차가 크게 되는 입력상태에서 실시한다.) β.발생로가스(Producer gas)로부터 얻는 방법 2)응용 ⅰ.불활성을 이용하여 산화되기 쉬운 약품, 예컨대 비타민C, 간유, 올리브유, 피마자유 등의 산화방지제 ⅱ.액체질소의 경우 저온실험에 냉동제로 이용된다. 2.암모니아(NH3) : 17.03 1)공업적제법 ⅰ.부생암모니아(By-Product Ammonia)-석탄을 고온건류할 때 발생하는 암모니아를 회수한 것. 석탄을 건류할 때 발생하는 석탄가스를 물로 세척하면 가스액(gas liquor)을 얻을 수있는데 그 주요성분은 암모늄염이다. ⅱ.합성암모니아(Synthetic Ammonia) α.수소와 질소가 3:1의 부피비율로 될 때 생성량이 극대가 된다. 3H2 + N2 ⇌ 2NH3 + 21.9kcal β.주촉매는 Fe2O3 이것에 조촉매(promoter)로 Al2O3(약 3%), K2O(약1%)를 혼합하여 사용. γ.Le Chatelier법칙에 의하여 압력이 클수록 온도는 낮을수록 암모니아 농도가 커진다. ⅲ.석회질소로부터의 제법(Calcium Cyanamide Process) :석회질소(nitrolime)는 질소공업의 초기에 암모니아제조의 중간제품으로 발족한 것인데 현재는 이 자체가 비료다. α.Carbide의 제조:생석회는 순도가 높은 것이어야하고, 탄소질로는 회분이 적은 무연탄을 사용. CaO + 3C → CaC2 + CO -111,600cal 2000-3000도로 가열한다. 카바이드의 품위는 물과 작용할 때 발생하는 acetylene gas의 용적으로 계산된다. β.석회질소의 제조(카바이드의 질화) 카바이드분말을 1000-1100도로 가열하고 질소가스를 통하면 발열반응을 일으키며 Calcium cyanamide가 생성된다. CaC2 + N2 → CaCN2(석회질소) + C + 54,600cal 질화반응의 촉진제로서 1.2%형석(CaF2) 또는 약10%염화칼슘이 첨가된다. CaCN2와 C의 혼합물이 nitrolime(염기성비료)으로 판매된다. γ.변성암모니아-석회질소를 기밀용기에 넣고 밑으로부터 과열수증기를 통하면 가수분해하며 암모니아가 발생. CaCN2 + 3H2O → CaCO3 + 2NH3 ⅳ.질화물로부터 암모니아의 제조(구법, Serpeck Process, Aluminium nitrite process) α.반토(Al2O3) 및 탄소의 혼합물을 전기로중에서 1700-1800도로 가열하면서 질소를 통하면 Aluminium nitride가 되는데 Al2O3 + 3C + N2 → 2AlN + 3CO β.이를 수증기 또는 가성소오다용액으로 분해하면 암모니아가 발생한다. 2AlN + 6H2O → 2Al(OH)3 + 2NH3 2AlN + 3NaOH → NH3 + Na3AlO3 2)성상 : 자극취의 무색기체, 매우 액화되기 쉬우며 1기압에서 -33도에서 액화한다. *NH3 gas의 알칼리성 건조제는 : CaO, NaOH, Soda lime. 3.암모니아수(Ammonia Water) 1)100ml중 NH3 9.5-10.5g을 함유한다(K.P.) 2)경구 또는 흡입하면 위 또는 기도를 자극하여 반사적으로 연수의 호흡 및 혈관중추를 흥분시킨다. 거담작용이 있으며 인사불성, 특히 신경성졸도에 사용한다. 4.질산(Nitric acid : HNO3, 63.016) 1)제법ⅰ.암모니아산화법(Ostwald Process) : 상압법, 가압법, 산소법 α.암모니아와 산소의 혼합가스는 적열된 백금선상에서 급속히 반응하여 NO를 생성하며 부반응으로 N2도 검출된다. 4NH3 + 5O2 ⇌ 4NO + 6H2O + 216kcal 4NH3 + 3O2 ⇌ 2N2 + 6H2O + 216.3kcal ㄱ.생성물을 촉매층으로부터 멀리하여 냉각한 후 일부를 취하여 검사해보면 아질산,질산,과산화질소 등이 검출된다.(2차반응에서 생긴 것으로 추측됨) ㄴ.유리질소의 생성은 암모니아의 손실이므로 이를 억제하기 위해 혼합가스조성과 온도,압력 등을 조화시키고 촉매층을 균일하고도 엷은 백금망으로 하여 촉매층의 정온유지가 잘 되도록하고 가스속도를 빠르게하여 접촉시간을 짧게(0.0014초)한다 ㄷ.촉매는 백금촉매-촉매활성이 크고 전연성이 커서 극히 가는 선으로 만들 수 있으며 열전도도가 크다. 그러나 연성을 높이기 위해 Ir 또는 Pd를 1% 혼합하고, 백금망의 연화결점을 보강키 위해 Rh10%를 혼합한다. ㄹ.원료가스조성은 [O2]/[NH3]의 값이 2.2-2.3일 때 최대산화율을 나타낸다. *산소법 :공기대신에 순산소로 암모니아를 산화(Hoko법) 높은 농도의 NO, O2를 획득 순산소에 30%이상의 암모니아를 혼합하여 변화시킬 때는 폭발할 우려있다. ①혼합가스(NH3:O2=1:2)를 촉매층에 통하기전에 적당한 거리에 장치한 물속을 통과시켜 수증기를 포화한다. ②순산소에 약10%의 암모니아를 혼합하여 산화시키고 냉각여과한다. 여과된 가스에 다시 약10%의 암모니아를 혼합하여 다시금 산화시키는 조작을 3회 반복하여 약30%의 NO2를 생성시키는 이른바 3단산화법을 적용한다. ㅁ.압력-상압 또는 약간 감압에서 반응시킨다. 너무 저압이면 산화율이 떨어진다. a.상압법:생성되는 질산농도는 50-60% b.가압법:생성되는 질산농도는 60-65% ㅂ.반응온도-300-900도 사이. 지나친 온도상승은 백금촉매의 소모를 촉진한다. β.NO는 과잉의 공기에 의하여 NO2로 산화된다.(2NO + O2 ⇌ 2NO2 + 33.4kcal) γ.공업적으로 NO의 약 80%를 산화, 흡수시켜 질산을 얻고 잔여가스는 알칼리용액에 흡수시켜 NaNO2, NaNO3로 회수한다. ⅱ.초석법(칠레초석으로부터의 제법) α.칠레초석(Chile nitre)을 황산으로 분해하면 2단반응하여 질산을 형성한다. NaNO3 + H2SO4 → NaHSO4 + HNO3 NaNO3 + NaHSO4 → Na2SO4 + HNO3 ㄱ.질산의 일부가 분해되어 질산의 손실이 될뿐만아니라 4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2 NO2는 질산에 용해되어 황색으로 제품이 착색된다. 더욱이 중성황산염은 고화하여 반응솥으로부터 꺼내기 어렵다. ㄴ.180도정도의 저온에서 반응을 계속하면 비교적 질산의 분해도 적고 또 부생하는 NaHSO4도 이와 같은 온도에서는 용융되어 있기 때문에 반응솥 밑으로 유출시킬 수가 있어 조작도 편리. β.표백법 : 착색된 질산을 60-80도로 가온하고 공기를 도입하여 NO2를 산화시켜 HNO3로 하여 무색이 되게 한다. 과산화연PbO2를 가하면 Pb(NO3)2는 HNO3에 용해하지 않으므로 제거할 수 있다. ⅲ.전고법(구법, Arc Process) α.전고의 고열을 이용하여 공기중의 질소와 산소를 화합시켜 우선 산화질소를 얻고 이것으로부터 암모니아산화법에 따라 질산을 만드는 방법이다. N2 + O2 ⇌ 2NO -43.2kcal 흡열가역반응이므로 고온일수록 일산화질소의 생성량은 커진다. (1500도에서는 0.37%, 2400도에서는 2.23%, 3000도에서는 5.0%의 NO를 얻게 된다) β.일산화질소의 분해속도도 고온에서는 커진다. 될 수 있는 한 온도를 높여 NO를 얻고 이 가스를 급속히 1000도 이하로 냉각하여 평형을 동결시켜 NO의 분해를 방지해야한다. 2)묽은 질산의 농축 ⅰ.가압법에 의해서도 질산의 농도는 65%를 넘지 못하므로 농질산으로 농축을 해야한다. 물과 질산의 혼합용액을 증류하면 어느 한 쪽 성분이 많이 유출하여 결국 공비혼합물이 된다. 이렇게 되면 단순증류에 의해서는 조성의 변화가 일어나지 않는다. ⅱ.68%이상 고농도질산을 얻기위해서는 탈수제를 첨가하고 과열수증기로 증류하여 95-98%의 질산을 얻는다. α.탈수제는 진한 황산 β.최근에는 질산마그네슘, 즉 Mg(NO3)2를 써서 더욱 능률적이다. 3)성상-무색투명한 액체이다. 상온에서도 일광에 의해 다소 분해하여 산소를 유리하면서 NO2의 용해에 의해 착색된다. 4)응용-묽은 질산은 NaNO3, KNO3, NH4HO3등의 비료제조에 사용. 진한 질산은 폭발약, 염료 및 중간체, 의약품, Celluloid등의 제조에 산화제나 Nitro화제로 사용.                   제2편 각론 제1족 원소화합물 1.탄산리튬(Lithium Carbonate : Li2CO3) 1)공업적제법 ⅰ.리튬광석을 열작하고 분해한 다음 뜨거울 때 진한 황산으로 분해한다. 이때 불소는 SiF4로 휘산되고 규소는 규산을 유리하며 그밖에 금속은 황산염으로 된다. ⅱ.반응물질을 냉수로 침출하고 침출액에 석회유를 넣어 가열하면 CaSO4, Al(OH)3, Fe(OH)3등은 석출, 이들을 여별한다. 이 여액중에는 KOH, NaOH, LiOH 및 약간의 Ca(OH)2가 함유되고 있는데 일단 증발건고하고 소량의 물로 다시 침출한다. ⅲ.이렇게 얻은 진한 침출용액에 NaCO3 또는 (NH4)2CO3를 넣으면 난용성Li2CO3가 석출한다. 이 침전을 열탕 또는 묽은 알콜로 세척하여 협잡하는 나트륨 및 칼륨염을 용해, 제거한다. 이를 정제하려면 불순Li2CO3를 물과 혼합교반하면서 CO2가스를 도입하여 난용성의Li2CO3가 이용성(쉽게 녹는)의 LiHCO3로 되어 물에 용해하게한다. ⅳ.이 용액을 가열하면 CO2가 분리, 순수하게 정제. 2)성상-100g의 물에 0도에서 1.54g, 20도에서 1.33g, 100도에서 0.37g 용해. 3)응용-내인성정신질환(조울병)에 항기능저감제로 사용 2.황산나트륨(Na2SO4, Sodium Sulfate, miracle salt, 망초) 1)부생망초 2)인견망초제법 ⅰ.인견제조시에 사용되는 viscose응고욕은 일반적으로 황산, Na2SO4, ZnSO4, MgSO4등의 혼합용액인데 사용해감에 따라 황산분이 Na2SO4로 변화되어 응고액을 부적당하게함으로써 재조정해야만 한다. ⅱ.응고액을 냉각하여 Na2SO4,10H2O를 결정시키고 황산을 첨가하여 응고액을 재생한다. 3)응용-염류하제, 용해수를 탈취하여 흡수를 방해하기 때문에 장의 내용물은 유동성을 유지하여 물과 같은 변을 배출한다. 3.아황산수소나트륨(NaHSO3, Sodium Hydrogen Sulfite) 1)제법 ⅰ.Na2CO3로부터의 제법 : Na2CO3의 냉포화용액에다 SO2가스를 도입한다. Na2CO3 + 2SO2 + H2O → 2NaHSO3 + CO2 (CO2가스의 발생이 중지되고 SO2가스가 그 이상 흡수되지 않고 액이 투명하며 산성이 될 때까지 도입한다.) ⅱ.공업적제법 α.Na2CO3의 포화용액에 SO2 gas를 포화시키면 NaHSO3의 용액을 얻을 수있다. β.Soda ash분말을 투입하여 석출한다. ⅲ.탄산수소나트륨으로부터의 제법 α.NaHCO3와 유리분말을 혼합하고 석회건조탑에서 SO2 gas를 도입한다. NaHCO3 + SO2 → NaHSO3 + CO2 β.SO2가스중에 산소가 혼입되거나 조작중에 공기의 접촉을 될 수 있는 한 피하지 않으면 황산염이 혼입하는 수가 있고 특히 건조할 때에는 질소기류중에서 실시하는 것이 좋다. 2)응용-산화방지제, 산화분해하기 쉬운 의약품용액에 첨가 4.건조아황산나트륨(Na2SO3, Dried Sodium Sulfite) 1)제법 ⅰ.NaOH에 SO2가스를 도입하는 방법 α.35-50%의 NaOH용액에 중화될 때까지 SO2가스를 통하여 장시간 방치후 결정시키면 Na2SO3,7H2O를 얻는다. β.이때 Na2SO4로 산화되기 쉬우므로 공기를 차단하고 조작을 한다. ⅱ.아황산수소나트륨을 중화하는 방법 α.순결정Na2CO3 1g을 물 2g에 용해하고 여기에 SO2가스를 통하여 충분히 포화시켜 생성한 NaHSO3에 Na2CO3 + 2SO2 + H2O → 2NaHSO3 + CO2 β.약염기성이 될 때까지 Na2CO3 1g을 교반혼합하여 37도 이하에서 결정시킨다. 2)응용-산성용액에 의해서 SO2가스를 발생하고 이것이 살균작용이 있기 때문에 소독제로 외용한다. 5.치오황산나트륨(Na2S2O3,5H2O : Sodium Thiosulfate) 1)실험실적 제법-결정Na2SO37H2O 100g을 물 200ml에 용해하고 여기에 황분말 14g을 가하여 약 2시간 교반하면서 끓이고 여액을 증발하여 결정시킨다. Na2SO3 + S → Na2S2O3 2)탄산나트륨에 SO2가스를 작용시키는 제법 ⅰ.탄산나트륨에 이산화황가스를 작용시켜 중간체로서 NaHSO3를 만들고 Na2CO3 + H2O + 2SO2 → 2NaHSO3 + CO2 ⅱ.여기에 탄산나트륨의 존재아래 황을 작용시켜 제조한다. 2NaHSO3 + Na2CO3 + S2 → 2Na2S2O3 + H2O + CO2 3)응용 ⅰ.환원제로서 염소와 즉시 결합하기 때문에 탈염소제로 사용. ⅱ.비소제(매독치료제)에 의한 피부염에 효과, 연 및 수은제에 의한 중독에도 해독작용. 시안화수소산중독의 해독기구는 무독의 치오시안산염의 생성에 기인한다. ⅲ.사진의 정착제, 사진화학에서 감광하지않은 AgBr을 용해시키는데 사용. 6.아질산나트륨(NaNO2, Sodium Nitrite) 1)제법-NaNO3(칠레초석)를 Pb로 환원하여 제조 NaNO3 + Pb → NaNO2 + PbO 2)응용 ⅰ.혈관확장제로 사용했었으나, 요즘은 nitroglycerin이나 amylnitrite로 대체되고 그대신 시안화중독 해독제로 사용. ⅱ.유기amine의 Diazo화합물제조에 사용, 즉 Azo색소의 원료로 중요하다. 7.염화칼륨(KCl, Potassium Chloride) : 74.56 1)공업적제법 ⅰ.Carnallite로부터의 제법-독일의 Stassfurt암염갱에서 산출되는 천연Carnallite와 인공Carnallite의 2종. α.Carnallite : KCl,MgCl2,6H2O β.Carnallite수용액에서 KCl과 MgCl2 두성분을 용해도차에 의해서 분리 (저온에서 KCl이 결정니로, MgCl2는 용액으로 분해한다) ⅱ.해초로부터의 제법 α.해초를 천일로서 건조, 연소회화한 후, 이 회를 냉수로 침출하여 직화로 농축, β.석출하는 NaCl 및 K2SO4를 제거하고 진한 용액을 결정조에 옮기고 1,2일 방냉, KCl을 석출. 2)응용-이뇨효과, 정상적인 심장기능을 영위, 심장성부종에 사용. 8.수산화칼륨(KOH, Potassium Hydroxide, 가성칼리) : 56.108 1)제법-Na2CO3에서 NaOH를 제조하는 것과 같이 K2CO3에서 같은 방법으로 만든다. 정제도 NaOH에 준한다. 2)응용-연비누, 화장비누 제조(高價) 9.탄산칼륨(K2CO3, Potassium Carbonate) 1)제법 ⅰ.Le Blanc법에 의한 Na2CO3제조시와 같은 원리로 KCl로부터 만들 수 있다. 2KCl + H2SO4 → K2SO4 + 2HCl K2SO4 + 2C → K2S + 2CO2 K2S + CaCO3 → K2CO3 + CaS ⅱ.Strassfurt법 α.KCl냉포화용액에 MgCO3,3H2O를 가하고 니상화시킨 후, 여기에 CO2가스를 포화시켜 β.이때 침출하는 Engel복염(MgCO3,KHCO3,4H2O)을 흡인여과후 염소함량이 0.1-0.2%가 될 때까지 물로 세척하여 MgCl2를 제거한 후 γ.복염을 가압하에 물을 가하여 115-140도로 가열한다. 2)응용-각질 및 표피를 연화, 용해시키는데 사용. 10.탄산수소칼륨(KHCO3, Potassium Bicarbonate) : 중탄산칼륨 1)제법-K2CO3의 진한 수용액에 CO2가스를 포화시킨다. K2CO3 + CO2 + H2O → 2KHCO3 2)응용-제산제로 사용할 수 있으나 중화력이 NaHCO3와 별차이가 없고 독성 때문에 사용하지 않는다. 11.질산칼륨(KNO3, Potassium Nitrate, 초석) 1)내력-함질소유기물이 지중에서 초화박테리아에 의해 산화, HNO3로 되고 다시 토양중의 K와 반응, 생성. 2)제법-NaNO3와 KCl을 수용액에서 복분해, 다시 KNO3와 NaCl을 고온에서 용해도차에 의해 분리. NaNO3 + KCl → KNO3 + NaCl 3)응용-청량제, 소염제, 발한제 또는 이뇨제. 흑색화약제조. 식품첨가물로서 수육의 발색제(Hemoglobin에 질산염이 작용,생성된 NO가 결합 nitrohemoglobin으로) 12.황산칼륨(K2SO4, Potassium Sulfate) : 응용 - 염류하제, 완하제 13.인산일수소칼륨(K2HPO4, Potassium Phosphate) : 응용 - 염성하제 14.과망간산칼륨(KMnO4, Potassium Permanganate) : 산성에서 산화력이 최강이다. 1)실험실적제법 ⅰ.MnO2를 KOH, KClO3와 같이 혼합, K2MnO4를 생성 3MnO2 + 6KOH + KClO3 → 3K2MnO4 + KCl + 3H2O ⅱ.수욕상에서 가열하면서 과잉의 알카리 를 중화하기 위하여 CO2가스를 통하여 그 액이 적자색으로 변하게 한다. 3K2MnO4 + 2H2O → 2KMnO4 + MnO2 + 4KOH 4KOH + 2CO2 → 2K2CO3 + 2H2O ⅲ.다음 유리봉으로 용액을 취하여 여지위에 한 방울을 떨어뜨릴 때 갈색의 중심원에 적자색의 윤대를 생성하고 녹색의 흔적도 없으면 반응은 완결된 것이다.             2)공업적제법 ⅰ.K2MnO4의 제조 α.2단의 가열조작을 하여 수득률을 높이고 있다. 200-250도에서 잘 진행되나 350도에서는 반응진행이 몹시 완만해진다 (발생하는 수증기가 2차적으로 K2MnO4에 작용하여 분해를 일으키고 원료가 고갈되어 반응을 저해하기 때문) MnO2 + 2KOH + O → K2MnO4 + H2O 2K2MnO4 + 2H2O → 4KOH + Mn2O3 + 3O β.다시 550도가 되면 반응이 진행한다. 따라서 200-250도에서 행하는 동시에 별개의 관에 옮기어 열풍을 도입, 500도 이상으로 가열하는 방법이 고안되었다. (열풍의 송입은 산화와 발생하는 수분의 제거의 목적을 가지고 있다.) 8K2O,Mn5O13 + 5H2O → 3K2MnO4 + 2MnO2 + 10KOH ⅱ.KMnO4의 제조(K2MnO4의 산화) α.가열법 : 3K2MnO4 + 2H2O → 2KMnO4 + MnO2 + 4KOH β.CO2가스법(K2CO3의 가성화가 필요하고 CO2가스의 포충에 장시간 요하는 결점이 있다.) 3K2MnO4 + 2CO2 → 2KMnO4 + MnO2 + 2K2CO3 γ.전해산화법 δ.Cl2법 : CO2대신 Cl2를 사용하여 산화시키면 1대1의 비로 KMnO4를 얻을 수 있으나 KCl이 생성하고 KOH로의 재생이 어려운 점이 결점 2K2MnO4 + Cl2 → 2KMnO4 + 2KCl 3)성상 ⅰ.금속광택을 가진 적자색, 흑색의 사방정계의 주상결정이며 공기중에서 안정하나 취급할 때 유기물 또는 산화되기 쉬운 물질과 혼합하면 폭발위험 있다. ⅱ.강한 산화제 : 산화능력은 용액의 산성도에 의해서 틀려진다. 강산성용액에 있어서는 과망간산이온은 제1망간이온까지 환원된다. 4)응용-피부의 기생충질환의 살균제, 수렴제, 산화성해독제로서 옻에 1%용액을 사용하고 석탄산 또는 Barbital산중독의 위세척에 5000배의 용액을 사용한다. 창상 및 점막의 세척, 질 혹은 방광 세척료. 15.페로시안화칼륨(K4[Fe(CN)6]3H2O, Potassium Ferrocyanide, 황혈염) 1)석탄건류공업의 부산물에서의 제법 ⅰ.석탄가스를 습한 철설상에 통하면 가스중에 혼재하여있는 H2S와 HCN이 포집되며 주로 Prussian Blue인 Fe4[Fe(CN)6]3의 형태로 흡수된다. ⅱ.이것을 처음 소석회와 가열하여 가용성 Ca2[Fe(CN)6]로 변화시킨 후 물로 추출하고 KCl을 가하면 K2Ca[Fe(CN)6)]복염이 침전된다. Fe4[Fe(CN)6]3 + 6Ca(OH)2 → 3Ca2[Fe(CN)6] + 4Fe(OH)3 Ca2[Fe(CN)6] + 2KCl → K2Ca[Fe(CN)6] + CaCl2 ⅲ.이것을 K2CO3와 복분해시키면 페로시안화칼륨용액을 얻을 수 있다. K2Ca[Fe(CN)6] + K2CO3 → [K4Fe(CN)6] + CaCO3 2)성상-이 약의 용액에 제이철염의 용액을 넣으면 심청색(prussian blue)을 나타낸다. 3K4[Fe(CN)6] + 4FeCl3 → Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCl     16.페리시안화칼륨(K3[Fe(CN)6], Potassium Ferricyanide, 적혈염) 1)제법 : 페로시안화칼륨의 수용액을 산화제(염소 또는 과망간산칼륨)로 산화하여 만드는 방법 ⅰ.염소에 의한 방법 2K4[Fe(CN)6] + Cl2 → 2K3[Fe(CN)6] + 3KCl ⅱ.과망간산칼륨에 의한 방법 5K4[Fe(CN)6] + KMnO4 + 8HCl → 5K3[Fe(CN)6] + 6KCl + MnCl2 + 4H2O 2)성상-페리시안화칼륨의 수용액에 제1철염의 용액을 가할 때 Turnbull's Blue의 침전을 생성. 4K3[Fe(CN)6] + 6FeSO4 → 2Fe3[Fe(CN)6]2 + 6K2SO4 17.염화암모늄(NH4Cl, Ammonium Chloride) 1)암모니아 소오다법의 폐액에서의 제법 NaCl + NH4HCO3 ⇌ NaHCO3 + NH4Cl 2)응용 ⅰ.뇨의 pH를 저하시키고(NH4이온이 간장에서 요소와 HCl이 되어 세포외액의 pH를 저하) 이뇨작용(Theophyllin 또는 수은제보다 약하나 수은제와 병용하면 상승효과) ⅱ.거담작용(NH4Cl자체의 염류작용에 의한 소화관점막의 자극으로 기관지점막에서 분비를 유발) ⅲ.국소마취작용, 연중독환자의 해독작용이 있다. 18.탄산암모늄(Ammonium Carbonate, 탄산암몬) : (NH4HCO3)n,(NH4CO2NH2)m 1)부산물에서의 제법 : 가스 또는 코크스의 제조공정에서 부산물로 얻어지는 NH4Cl 및 (NH4)2SO4에 CaCO3를 혼합, 목탄을 첨가하여 가열한다. 4NH4Cl + 2CaCO3 → NH4HCO3,NH2COONH4 + NH3 + 2CaCl2 + H2O 2)암모니아수에 CO2가스를 통하는 제법 2CO2 + 3NH3 + H2O → NH4HCO3,NH2COONH4 3)응용-거담제, 강심제, 호흡흥분제로서 폐염, 기관지염 등에 흡입 또는 내용한다. 19.황산구리(CuSO4,5H2O, Cupric Sulfate, 담반) 1)실험실적제법-Cu편에 열농 황산을 작용시키는 방법 ⅰ.Cu편이 거의 용해하고 SO2가스의 발생이 끝날 때까지 사욕상에서 가열하거나 Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O ⅱ.Cu편에 황산과 질산을 작용시킨다. 3Cu + 3H2SO4 + 2HNO3 → 3CuSO4 + 4H2O + 2NO 2)정제법-불순물로서 FeSO4를 협잡하고 있으나 재결정법으로는 제거할 수 없다. ⅰ.조제황산구리를 증발접시에 넣고 질산(산화제)으로 전체를 균일하게 적신다. 이것을 때때로 교반해 주면서 수욕상에서 질산취기가 없어질 때까지 가열하여 FeSO4를 산화시켜 Fe2(SO4)3로 한 후, 4배량의 물에 용해한다. ⅱ.이 용액의 일부를 취하고 여기에 미알칼리성이 될 때까지 NaOH용액을 가하여 이때 생성하는 Cu(OH)2를 여취하고 충분히 세척한 다음 이것을 나머지 황산구리용액에 넣어준다. ⅲ.약하게 가온한다음 방치하여 철분을 여취하고 여액을 묽은 황산으로 하고 농축하여 결정을 석출시키고 재결정시킨다.           3)응용 ⅰ.국소에 대한 수렴작용 및 자극작용. ⅱ.위장관의 점막을 자극하여 반사적으로 구토를 일으키므로 각종 독물의 중독에 있어 최토제. ⅲ.인중독에 있어서는 단순히 토제로서만 작용하는 것이 아니라 Cu이온이 인을 산화하고 미흡수의 인입자를 금속Cu가 둘러싸서 불활성화시킴으로써 해독효과 만일 토하지 않을 때는 CuSO4자체의 독성을 고려하여 위세정을 할 필요가 있다. ⅳ.Bordeaux mixture는 석회와 결합시켜 만든 것으로 살충제로서 특히 농약으로 널리 사용한다. 20.질산은(AgNO3, Silver Nitrate) 1)제법 ⅰ.순은을 원료로 하는 방법 3Ag + 4HNO3 → 3AgNO3 + 2H2O + NO ⅱ.불순은(Cu함량10%이하)을 원료로 하는 방법 α.HNO3를 주가하여 은이 완전히 용해할 때까지 사욕상에서 가열, 증발건학하고 계속 용융시킨다. AgNO3는 용융되고 Cu(NO3)2는 분해하여 NO2 gas를 유리하면서 CuO로 변하므로 반응물질이 청색에서 흑색으로 변한다. Cu(NO3)2 → CuO + 2NO2 + ½O2 β.용융물을 일부 취하여 물에 용해하고 그 여액에 과잉량의 암모니아수를 작용시킬 때 남색으로 변하지 않으면 가열을 중지하고 방냉시킨다. γ.물에 용해하고 여과한 후 여액을 질산산성으로 한 다음 서서히 증발건고하고 공기중에서 가열, 건조한다. (10%이상 많은 동을 함유할 때는 은자체를 정제해야한다.) 2)응용-단백질과 접촉하면 불용성인 단백질로 변화시키고, 세균의 증식을 억제한다. 디프테리아, 편도선염에 4-5%액, 요도염에 0.01-1%액을 사용. 초생아의 임균감염예방목적으로 점안.(1-2%)                                       제2족 원소화합물 1.황산마그네슘(MgSO4,7H2O, Magnesium Sulfate, 사리염) 1)마그네슘의 기능-peptide와 phosphate복합물을 분해하는 많은 효소에 부활작용(coenzyme) 2)성상-Mg이온은 알칼리성에서는 흡수가 지연되고, 산성에서는 증가되는데 가용성Mg를 복용하면 대부분 십이지장에서 흡수가 일어난다. 3)응용 ⅰ.염류하제, Ba제 Barbiturate의 해독제, ⅱ.이 약을 근육 또는 정맥에 주사하면 중추 및 말초신경계에 작용하여 그 기능을 마비시키고 진통, 진경, 마취의 효과를 나타내므로 파상풍에 사용되며 항경련제. *중독은 드무나 만약 발생하면 해독제로는 Calcium gluconate를 정맥주사. 2.탄산마그네슘(Magnesium Carbonate) : (MgCO3)4,Mg(OH)2,5H2O 1)제법(167p) ⅰ.Magnesite(MgCO3, 능고토광), Dolomite(CaCO3MgCO3, 백운석)를 원료로 하는 방법. ⅱ.황산마그네슘을 원료로 하는 방법 4MgSO4 + 4Na2CO3 + 4H2O → [3MgCO3,Mg(OH)2,3H2O] + CO2 + 4Na2SO4 ⅲ.고즙을 원료로 하는 방법 :고즙은 보통 토니를 함유하거나 오염되어있으므로 침착, 제거하고 표백분 또는 활성탄층을 통과시켜 탈색한 후 적당히 희석한다. α.Soda ash법 β.CO2가스법: 가용성인 Magnesium bicarbonate로 하고 가열하여 침전을 석출시킨다. MgCl2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + CaCl2 Mg(OH)2 + CO2 + 2H2O → MgCO3,3H2O MgCO3,3H2O + CO2 → Mg(HCO3)2 + 2H2O 5Mg(HCO3)2 → 4MgCO3,Mg(OH)2,4H2O + CO2 2)성상-약한 알칼리성 3)응용 ⅰ.제산제로서 위산을 중화하고 염화물로 된다. *제산만을 목적으로 할 때는 CO2가스를 발생시켜 고장을 일으키므로 산화마그네슘을 사용하는 편이 좋다. ⅱ.장액인 알칼리와 반응하여 가용성 산성 탄산염으로 되어 염류하제로서 사하작용. 3.산화마그네슘(MgO, Magnesium Oxide) -질의 치밀도에 따라 경질산화마그네슘, 중질산화마그네슘으로 나눈다. 1)제법ⅰ.경질산화마그네슘 α.경질탄산마그네슘을 도가니에 꼭꼭 다져넣고 뚜껑한 다음 530-570으로 가열, 그 중앙부로부터 소량을 취하고 물로 적신 것의 일부를 묽은 황산에 투입할 때 CO2가스가 발생치 않으면 된다. β.또는 수산화마그네슘을 가열,분해해도 된다. ⅱ.중질산화마그네슘 α.중질탄산마그네슘을 동일하게 강열, 제조. β.비중은 Calcination temperature에 의해 좌우되는데, 비교적 저온에서는 경질품, 고온에서는 중질품이 된다. 2)응용-제산작용이 있으며 특히 위에서 CO2를 발생치 않으므로 자극성이 없는 제산제. 산중독의 중화 및 중금속중독의 해독제. 흡습성이 많아서 다른 약품과 혼합하여 그의 흡습을 방지. 4.수산화마그네슘(Magnesium Hydroxide) : Mg(OH)2 1)제법-magnesium oxide에 물을 혼합하고 방치하여 수화시켜 만든다. MgO + H2O → Mg(OH)2 2)응용 ⅰ.제산제로 위산과다증, 위궤양, 이상발효, 식중독에 사용. ⅱ.약품중독 : 중금속염 및 아비산과 난용성의 화합물을 만들므로 이로 인한 중독의 해독제로 이용. 5.규산마그네슘(2MgO3SiO2H2O, Magnesium Trisilicate) -제산작용 6.탈크(Talc, 3MgO4SiO2H2O) 1)응용 ⅰ.피부를 활택하게 하여 마찰을 방지하고 흡착성이 있어서 건조시키므로 주로 외용에 산포제. ⅱ.다른 산포제에 기초제역할. 환제를 만들때 환의로, 정제의 활택제로 사용. ⅲ.제산작용없다! 7.생석회(Lime, CaO, Calcium Oxide) : 산화칼슘 1)칼슘의 기능 ⅰ.골격과 유사조직의 구성성분 ⅱ.혈액응고의 인자 ⅲ.자율신경계에 없어서는 안될 양이온 ⅳ.심근수축등 근육수축의 인자. 2)응용-약품의 방습 및 건조, 알콜의 탈수, ammonia의 건조 8.수산화칼슘(Calcium Hydroxide, 소석회) : Ca(OH)2 1)제법 ⅰ.소화(Slaking) - CaO에 물을 산포하고 방치하면 발열하며 붕괴 CaO + H2O → Ca(OH)2 + 15.175Kcal ⅱ.제조시 공기중의 CO2가 흡수되지 않도록 주의. 2)성상 ⅰ.용해도가 온도상승과 더불어 감소. ⅱ.3-10배량의 물을 가하면 니상으로 되는데, 이를 석회유(milk of lime)라 하여, 투명한 이 약의 포화수용액인 석회수(lime water)와 구별한다. ⅲ.수분이 존재할 때는 고상 또는 용액상태에서 CO2를 흡수하는 성질이 있다. 9.침강탄산칼슘(CaCO3, Precipitated Calcium Carbonate) 1)소재ⅰ.백연(chalk) 석회석(lime stone) 대리석(marble) 선석(aragonite) 방해석(calcite) 등 광물로 지상에서 광범위하게 산출된다. ⅱ.의약용탄산칼슘은 수용액으로부터 침전시켜 만들고 침강탄산칼슘이라 하며 천연품과 구별한다. 2)제법ⅰ.CaCl2의 수용액에, 암모니아수에 용해한 탄산암모늄을 혼합한다. CaCl2 + (NH4)2CO3 → CaCO3 + 2NH4Cl ⅱ.이 때, 백침이 생성하는데 그 일부를 시험삼아 여과하고, 여액에 탄산암모늄용액을 주가해보아 혼탁이 생기지 않으면 침전이 침착됨을 기다려 상징액을 경사한다. ⅲ.이것을 여과하고 침전을 여지상에서 몇 번 세척한 다음 세액에서 Cl-반응이 없어지면 침전을 미온에서 건조한다. 3)응용-불용성칼슘제의 하나이며 위궤양 및 위산과다증에 제산작용. 불용성이기 때문에 NaHCO3보다 알칼리성이 약하고 위액분비를 자극하는 일이 없으므로 조직의 alkalosis를 일으키지 않는다. 10.염화칼슘(CaCl22H2O, Calcium Chloride) 1)실험실적 제법 ⅰ.대리석을 12.5% HCl에 가하여 CaCl2용액을 얻고 CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O ⅱ.이것을 염소수(또는 브롬수)로 불순물인 Fe, Mn을 산화시킨다. *원래 Solvay의 Ammonia Soda Process에서 원치않는 부산물로 다량 산출되므로 다른 제법이 필요없다 2)응용 ⅰ.칼슘이온은 응혈기구에 관계하므로 혈액의 응고성을 항진하며 ⅱ.진경, 이뇨작용. 중독의 해독제. ⅲ.골격치아의 구성성분 11.황산바륨(BaSO4, Barium Sulfate) 1)제법 ⅰ.의약용제품의 제조 α.가용성 barium salt에 가용성황산염을 작용시켜서 BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HCl β.또는 Barium hydroxide에 묽은 황산을 냉시작용시켜서 바륨이온을 침전시켜 만든다 Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2H2O ⅱ.공업용제품의 제조 ⅰ.황화물이나 탄산바륨(독중석)을 HCl에 녹이고 BaS + 2HCl → BaCl2 + H2S BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + CO2 + H2O ⅱ.여기에 Na2SO4를 가하여ㅕ 침전시켜 만든다 BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaCl 2)응용 ⅰ.Xray조영제로 소화기관의 사진촬영에 사용된다. bismuth compound보다 위운동을 지연시키는 일이 없고 저렴하기 때문에 유리하다. 위액, 장액에 불용이며 소화관으로부터 흡수되지 않으므로 독성 없다. ⅱ.가용성Barium salt(sulfide, sulfite)는 중독되어 사망할 수 있으니 혼동해서는 안되며 공업용은 절대복용불가 12.황산아연(ZnSO47H2O, Zinc Sulfate) : 호반 1)제법 ⅰ.ZnO로부터의 제법 α.황산을 가한다. ZnO + H2SO4 + xH2O → ZnSO4,7H2O + yH2O β.Fe, Pb, Cd등 협잡하는 금속을 온침하여 석출시킨다. ⅱ.Zn으로부터의 제법 α.황산을 가한다. Zn + H2SO4 + xH2O → ZnSO4,7H2O + H2 + vH2O β.Pb, Cd, Cu, As등은 흑색해면상의 금속으로 석출하고, As의 일부는 AsH3로 비산한다. FeSO4는 PbO2를 가하여 불용성으로 만들거나 Cl2를 가하여 산화시켜 3가로 만든다. 2FeSO4 + PbO2 → Fe2O2SO4 + PbSO4     ⅲ.황화아연광에서의 제법 α.반사로에서 강열한다. ZnS + 2O2 → ZnSO4 β.물에 용해한다음 산화아연을 가하고 끓이면 Fe, Cu는 수산화물로 석출된다. Fe2(SO4)3 + 3ZnO + 3H2O → 2Fe(OH)3 + 3ZnSO4 2)응용 ⅰ.아연염은 점막의 원형질침전에 의한 강력한 국소적 수렴작용이 있다. 항균,수렴,부식성도 아연이온에 의한 단백질침전에 의한 것이다. ⅱ.황산아연은 외용하면 수렴작용, 내용하면 최토작용(위점막의 최토중추). 최토작용이 신속하고 확실하며 비교적 독성이 적기 때문에 마취약중독시 사용. 13.염화아연(ZnCl2, Zinc Chloride) 1)제법 ⅰ.Zn과 HCl로부터의 제법 α.아연이 용해되지 않고 잔존하게끔 염산을 가감하면 Pb, Cd, Cu등은 침전으로 석출. β.FeCl2는 K3Fe(CN)6로 한 후, 순산화아연을 가하여 Fe(OH)3로 침전시켜 여과, 여액을 염산산성으로 한 후 증발접시에서 증발, 건고한다. ⅱ.ZnO로부터의 제법 ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O 2)응용 ⅰ.방부제, 수렴부식제, 소독살균제로 외용. 세균저지력은 석탄산 이상이며 해부학상의 제품을 저장하는데 사용. ⅱ.염화아연용액에 산화아연을 혼합하여 온침하면 치과용cement. ⅲ.실험실에서는 탈수제. 14.산화아연(ZnO, Zinc Oxide) 1)제법 ⅰ.건식법 : 아연을 공기중에서 고온으로 가열(Zn + O2 → 2ZnO) ⅱ.습식법 : 아연염류의 수용액에 Na2CO3를 가하여 염기성탄산아연을 만들고 하소한다. 5ZnSO4 + 5Na2CO3 + 3H2O → 2ZnCO3,3Zn(OH)2 + 5Na2SO4 + 3CO2 2)응용 ⅰ.수렴성 보호작용 및 경도의 방부작용. ⅱ.외용으로 피부질환 치료제. ⅲ.치과에서 염화아연과 혼합하여 치수충진에 사용. 15.수은(Hg, Mercury) 1)소재 : 주로 황과 화합하여 진사로 산출된다. 2)제법 ⅰ.진사(cinnabar)를 고열하면 분해되어 수은이 유출되고 황분은 이산화황으로 된다. 4HgS + 4CaO → 4Hg + CaSO4 + 3CaS ⅱ.또는 진사를 철 또는 석회와 작열하여 수은을 만든다. HgS + Fe → Hg + FeS 3)정제 ⅰ.건조한 면으로 여과. ⅱ.Meyer방법 : 수은을 진한FeCl3용액으로 세척처리하여 정제. ⅲ.철제 retort에 넣고 철분으로 덮어 증류.   4)성상 ⅰ.상온에서 액상인 유일한 금속으로 은백색. 비중13.56. 상온에서도 다소 휘발하며 그 증기는 극히 유독하다 ⅱ.질산에 쉽게 용해되며, 왕수에는 용해되어 승홍(염화제이수은)이 된다. ⅲ.철,백금을 제외한 여러 금속과 쉽게 합금을 만든다. 5)응용 ⅰ.준하제 및 미독약. ⅱ.공업상 한난계, 압력계, 전해장치제조. ⅲ.귀금속제련, 수은화합물제조. 16.염화제일수은(Hg2Cl2, Mercurous chloride, 감홍) 1)제법 ⅰ.건식법(승화제감홍) α.승홍을 알콜로 습윤시켜 분말의 비산을 방지하면서 수은을 가하여 연화, 수은의 소구가 없어지게 한후, 이 회색의 혼화물을 담황색이 될 때까지 가열한다. HgCl2 + Hg ⇌ Hg2Cl2(담황색) β.보통 수은은 불순물을 함유하기 때문에 과량의 수은을 사용한다. γ.감홍은 약간의 승홍을 함유하므로 수파(elutriation)에 의해 정제한다. 물,알콜로 세척하여 AgNO3, Na2S용액을 가해도 혼탁 또는 흑변되지 않음에 이르러 광선을 차단하고 미온에 건조. *공업적으로는 먼저 황산제이수은을 만들고 수은을 혼화하고, 식염을 밀화하여 승화시킨다. Hg + 2H2SO4 → HgSO4 + SO2 + 2H2O HgSO4 + Hg → Hg2SO4 Hg2SO4 + 2NaCl → Hg2Cl2 + Na2SO4 ⅱ.습도법(습식제감홍) α.질산제일수은을 식염에 작용시켜 만든다 Hg2(NO3)2 + 2NaCl → Hg2Cl2 + 2NaNO3 β.승홍의 온용액에 SO2를 도입해도 된다. 2HgCl2 + SO2 + 2H2O → Hg2Cl2 + 2HCl + H2SO4 2)성상 ⅰ.승화제감홍 : 입자가 가장 크다. ⅱ.증기제감홍 : 입자가 중간의 크기. ⅲ.침강제(습도제)감홍 : 입자가 가장 세미하다. 3)응용 ⅰ.설사를 일으키지 않을 정도의 소량을 내복시키면 혈액 및 소장액의 분비를 촉진시키므로 순환기계통에 원인되는 수종에 이뇨효과. ⅱ.외용으로 피부병에 도포. ⅲ.Halogen화물, cyan화물 등과 함께 사용하면 유독성화합물을 만들므로 안된다. 17.염화제이수은(HgCl2, Mercuric Chloride, 승홍) 1)제법 ⅰ.수은증기에 과잉의 염소를 작용시킨다. Hg + Cl2 → HgCl2 ⅱ.또는 수은을 왕수에 용해시키거나 산화제이수은을 염산에 용해시켜 만든다. 3Hg + 6HCl + 2HNO3 → 3HgCl2 + 2NO + 4H2O ⅲ.공업적으로는 수은과 황산을 작용시켜 얻은 HgSO4에 다량의 식염 및 소량의 MnO2를 균등히 혼화하여 사용상에서 가열한다. Hg + 2H2SO4 → HgSO4 + SO2 + 2H2O HgSO4 + 2NaCl → HgCl2 + Na2SO4 2)성상 : 수은염의 독성은 유독한 수은이온의 농도에 비례하며 염화알카리를 가하면 승홍의 독성이 약해진다. 3)응용-승홍은 수은제 특히 가용성 수은염중 작용이 가장 강열하다. 소독제 식염을 가하면 자극성은 적어지나 소독력이 감소된다. 18.황강홍(HgO, Yellow Mercuric Oxide) : 황색산화수은, 제이황색산화홍 1)제법-NaOH에 온도 30도에서 승홍을 가하여만든다. HgCl2 + 2NaOH → HgO + 2NaCl + H2O 2)성상 ⅰ.적색산화홍에 비해 입자가 작고 따라서 의약용으로 적합하다. ⅱ.400도 이상에서는 분해하여 수은 및 산소로 된다. ⅲ.상온에서도 일광에 의하여 서서히 분해하여 흑색수은으로 된다. 3)응용 ⅰ.외용으로 안질 그밖에 살균목적으로 사용. (적강홍과 같이 산포제 및 연고제로) ⅱ.위산과 함께 반응하여 승홍으로 되므로 경구투여는 못한다. 19.백강홍(Mercuric ammonium chloride : HgNH2Cl) 1)제법-ammonia수에 승홍용액을 주가하여 만든다. HgCl2 + 2NH3 → NH4Cl + HgNH2Cl 2)응용 ⅰ.수렴 및 방부작용, 연고로서 사용. ⅱ.수의과에서 만성습진 및 기생성피부병에 사용. 20.옥시시안화수은(Mercuric Oxycyanide) : HgO,Hg(CN)2 1)제법 ⅰ.NaCN에 황산수은을 가하여 Hg(CN)2를 제조한다 2NaCN + HgSO4 → Hg(CN)2 + Na2SO4 ⅱ.Hg(CN)2에 HgO(황강홍)을 혼화하여 HgO,Hg(CN)2를 제조한다. Hg(CN)2 + HgO → Hg(CN)2HgO *Hg(CN)2HgO는 폭발적분해성이 강하고 난용성이다. ⅲ.Hg(CN)2와 Hg(CN)2HgO를 혼합하여 약전품을 만든다. 2)응용-살균,소독제. 승홍보다도 살균력이 강하다 단백질과 결합하는 성질은 약하고 금속성기구를 부식하는 성질도 약하다. 21.황화수은(HgS, Red Mercuric Sulfide) : 영사 1)제법-수은6분과 유황화1분을 밀화하여 흑색무정형의 황화수은으로 한다. 2)성상-흑색과 적색 두가지가 있는데, 적색황화홍 즉, 주는 천연에서 진사로 산출된다. 3)응용-불용성이므로 독성이 없고 환제의 착색표피제로 사용. 공업적으로 적색안료.           제3족 원소화합물 1.붕산(H3BO3, Boric acid) 1)제법 ⅰ.자연광석인 Colemanite를 분말로 하고 열수와 혼합하여 얻은 현탁액을 SO2로 처리하여 만든다. Ca2B6O11,5H2O + 2SO2 + 4H2O → 2CaSO3 + 6H3BO3 ⅱ.또는 붕사를 염산처리하여 만든다. 염산은 휘발성이므로 황산을 사용할 때보다 쉽게 제거할 수 있다. Na2B4O7,10H2O(붕사) + 2HCl → 4H3BO3 + 2NaCl + 5H2O 2)응용-약한 방부력(바퀴벌레퇴치). 살균력은 없으며 균의 발육을 저지할 수 있을 뿐이다. 자극성 없고 독성도 거의 없으므로 점막의 방부성세척, 엄법료(찜질,습포제) 2.붕사(Na2B4O710H2O, Borax) 1)제법 ⅰ.Colemanite(Ca2B6O115H2O)로부터 만들거나 2Ca2B6O11 + 3Na2SO4 → 3CaSO4 + CaO + 3Na2B4O7 ⅱ.실험실에서 붕산과 Na2CO3를 수용액중에서 반응시켜 소량으로 만든다. 4H3BO3 + Na2CO3 → Na2B3O7 + CO2 + 6H2O 2)성상-적열하면 물전체가 방출되어 무색액체로 용융된다. 이것을 방냉하면 투명한 물질로 되는데 Borax glass(붕사유리) 또는 Borax bead(붕사구)라 한다. 3)응용 ⅰ.뇨를 중화하여 요산염의 석출을 방지. ⅱ.금속류의 융제, 법랑이나 인조보석 제조 3.고형 과붕산나트륨(Sodium Perborate : NaBO3,4H2O) 1)응용 : H2O2와 동일하게 산화성 살균제 및 표백제 4.황산알루미늄(Aluminium Sulfate, 황산반토, Al2(SO4)3,18H2O) 1)제법 ⅰ.명반을 원료로 하는 방법 : 철을 함유치않은 명반을 원료로 수산화암모늄을 주가, 수산화알루미늄을 얻은 뒤, 황산을 가한다. 2KAl(SO4)212H2O + 6NH4OH → 2Al(OH)3 + K2SO4 + 3(NH4)2SO4 + 24H2O 2Al(OH)3 + 3H2SO4 + 12H2O → Al2(SO4)318H2O ⅱ.점토(카올린 : Al2O4, SiO2, CaCO3, MgCO3함유)을 원료로 하는 방법 α.점토(카올린)에 황산을 혼합한다. NaOH를 가하여 생성한 수산화알루미늄을 sodium aluminate로 용해한다. Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 Al(OH)3 + OH- AlO2- + 2H2O β.염화암모늄용액을 가하여 수산화알루미늄을 침전시킨다. 황산을 과잉으로 쓰면 안된다. AlO2- + NH4+ + H2O → Al(OH)3 + NH3 γ.황산을 적하하여 Al2(SO4)3수용액을 얻는다. ⅲ.공업적으로는 불순물로 문제가 되는 것이 유리산과 철분인데 유리산을 적게하려면 황산사용량을 적당히 적게 하거나, 중화에 의한다. 중화에 의하면 철분에 의한 착색이 심해진다. 따라서 황산 처리 후, 환원제를 가하여 제2철을 제1철의 상태로 한다. 2)응용-방부, 수렴, 국소지혈제. 방취제의 수렴성분.       5.백반(명반, Potassium alum, AlK(SO4)310H2O) 1)제법 ⅰ.Bauxite(Al2O33H2O)를 Na2CO3와 함께 용융, 가용성 sodium metaluminate로 만든다. ⅱ.이 수용액에 CO2를 통하면 수산화알루미늄이 침전된다. 이 침전을 황산에 용해시켜 Al2(SO4)3를 얻고 K2SO4수용액을 혼합한다. 2Al(OH)3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 6H2O Al2(SO4)3 + K2SO4 + 24H2O → 2AlK(SO4)2,12H2O 2)응용 : alum은 단백질을 침전시킨다. 지혈제 6.수산화알루미늄겔(Aluminum Hydroxide Gel) : Al(OH)3 1)제법-탄산나트륨을 온수에 녹이고 여과. 따로 Ammonium alum을 온수에 녹여 여과, 교반하면서 주가한다. 3Na2CO3 + 2NH4Al(SO4)2 + 3H2O → 2Al(OH)3 + (NH4)2SO4 + 3Na2SO4 + 3CO2 2)응용 : 제산제. 흡착제(위산과다, 위궤양) 불용성이며 내복하여도 소화관에서 흡수되지않는다. 위에서 염산을 중화하고 염화알루미늄으로 되나 이 또한 흡수되지않는다. 위산의 중화력은 중조보다 약하고 지효성이지만, CO2발생이 없고 반동성의 산분비를 일으키지 않음 과량의 산만 중화하고 그 이상 OH를 내지 않아 국소적인 alkalosis를 일으키지 않는다. Gel상으로 위점막을 피복보호한다. Al이온은 위내에서 pepsin의 작용을 억제, 위점막의 출혈을 방지하고 위액분비를 감소시킨다. 장관내에서 인산이온과 결합하여 불용성의 인산알루미늄(AlPO4)을 형성, 인산염의 흡수를 방해한다. 3)부작용 : 변비 - Mg(OH)3와 함께 투여하면 완화할 수있다. 7.염기성탄산알루미늄(Basic aluminium carbonate) : Al(OH)CO3 1)성상 : 탄산알루미늄과 수산화알루미늄과의 혼합침전 2)응용 : 경구용알루미늄제제로서 그 약효는 수산화알루미늄과 거의 같은 제산작용. 8.합성규산알루미늄(Synthetic aluminium silicate) : Al2O3,6SiO2,2H2O - 노루모산 *응용-위점막을 피복보호하며 위산을 서서히 중화한다. 생성하는 규산은 과잉의 산을 흡착하며 염화알루미늄은 위벽에 대하여 수렴적으로 작용하여 위벽의 역할을 조절한다. 9.카올린(백도토, Kaolin : Al2O3,2SiO2,2H2O) 1)성상-함수천연산규산알미늄의 일종 2)응용-흡착력이 크므로 탈색제, 해독제로 사용. 급성위장염, 콜레라, 이질(적리), 위궤양, 위출혈. 10.벤토나이트(Bentonite = Swelling) 1)성상 : 천연산colloide성 규산알루미늄의 수화물로 물에 넣으면 팽윤하며, 강력한 흡착성을 갖는다. 2)응용 : 탈색제, 청정제, 여과제, 유화제(emulsifier), 연고, 경고, 화장품, 포마드의 기초제, 현탁액의 안정제.                     제4족 원소화합물 1.약용탄(활성탄, Medicinal Carbon, activated charcoal) 1)제법-약용탄이란 각종 유기물질을 건류한 잔사인 탄소질로서 그 흡착력을 증대하기위해 가공한 것. 제품의 입자도가 작을수록 흡착력이 강해진다. 다공성물질로 만들어 표면적을 증가시켜야한다. ⅰ.수증기부활법 : 목탄을 파쇄기로 파쇄, 부활로에 넣고 약800-1000도로 가열하면서 수증기 취입. ⅱ.약품부활법 : 부활제로 염화아연(ZnCl2)을 사용(염화아연법)한다 2)응용 ⅰ.흡착력을 이용하여 과산증 및 소화관내 발효에서 생성된 가스의 흡수, 독물의 흡수에 사용. 만능해독제(약용탄2pt, MgO 1pt, tannic acid 1pt) ⅱ.주사제의 발열물질제거, 탈색, 탈취. 2.이산화탄소(Carbon dioxide) 1)제법 ⅰ.탄산염에 황산을 작용하는 방법 2NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O + 2CO2 ⅱ.코크스 또는 목탄의 연소가스로부터의 제법 2NaHCO3 → CO2 + Na2CO3 + H2O ⅲ.탄산염의 분해가스로부터의 제법 CaCO3 → CaO + CO2 MgCO3 → MgO + CO2 ⅳ.수성가스로부터의 제법(일산화탄소의 산화) CO + H2O → CO2 + H2 2)응용 ⅰ.호흡중추 및 혈관운동신경자극. 산소흡입을 필요로 할 때도 순산소만을 흡입하는 것보다 이산화탄소를 혼합흡입하는 것이 좋다. ⅱ.cyanide, morphine, alcohol등의 중독에서 오는 호흡중추의 흥분성저하에 유효. 3.산화티탄(티탄백 : TiO2, Titanium Oxide) 1)제법ⅰ.Ilmenite(FeTiO3)를 분쇄, 70%황산을 가한 다음 가열하여 Ti의 Sulfate를 얻는다 FeTiO3 + 3H2SO4 → Ti(SO4)2 + FeSO4 + 3H2O ⅱ.이것을 물로 추출하여 미반응의 광석을 분리, 여액에 Fe 또는 Zn을 넣어 철성분을 환원한다. ⅲ.다시 냉각하여 FeSO4를 여별하고, 모액에 물을 가하고 끓이며 침전시킨다. Ti(SO4)2 + 3H2O → TiO(OH)2 + 2H2SO4 ⅳ.이 침전을 여과하고 세정한 후, 800-900℃로 가열분해시킨다 2)응용ⅰ.ZnO와 거의 같은 목적으로 보호제, 산포제. 굴절률이 커서 피부보호작용. ⅱ.Sun-tan preparation ⅲ.선명한 백색을 이용한 안료.(음폐력,부착력이 백색안료중 최고) H2S와도 반응하지 않고 기후에도 안정하므로 특수페인트용. 4.일산화납(PbO, Lead Nonoxide : 밀타승) 1)제법 ⅰ.탄산연(PbCO3)의 열분해 : 황색분말로 변하였을 때 그 일부를 취하여 묽은 질산에 넣어 CO2가스가 발생치않으면 가열을 중지하고 냉각후 밀폐보관. ⅱ.질산연의 열분해:적색기체가 발생치 않으면 냉후 분쇄, 밀폐보관. Pb(NO3)2 → PbO + 2NO2 + ½O2 2)응용 : 경고, 연고제로 소염의 목적으로 쓰이는 Lead acetate 및 단연경고의 제조원료. 제5족 원소화합물 1.질소(Nitrogen) 1)제법 ⅰ.실험실적제법 : NH4NO2수용액을 가열한다. ⅱ.공업적제법 : 액체공기로부터 분류에 의하여 제조한다. 2)응용 ⅰ.불활성 gas로서 산화하기 쉽고 또 발화하기 쉬운 물질을 처리할 때 사용. (Vitamin C등의 약액의 산화방지) ⅱ.액체질소는 의료적으로 박리제, 부식제(티눈) 2.아산화질소(소기 : N2O, Nitrous Oxide) 1)제법 : 질산암모늄(NH4NO3)의 고체를 240℃로 가열,분해. 2)응용 : 마취성이 있으므로 흡입마취제. 통각마비를 일으키려면 86%, 완전마취는 94%를 요한다. 단시간 수술에 대한 마취 또는 마취제에 대한 보조마취.(안면마비를 일으켜서 laughing gas라고 함) 3.인(P, Phosphorous) 1)제법 ⅰ.황인의 제법(적인보다 더 미세하여 의약용에 적합) α.동물뼈를 CS2로 침출하여 지방분을 제거하고 과열수증기를 통하여 교질을 제거한 후 강열하여 얻은 골회로부터 만든다. 사석을 첨가하면 인의 득량이 증가한다. β.또는 인산석회(Apatite)에 목탄(cokes) 및 모래(sand)를 혼합하여 전기로에 넣고 1200-1400℃로 가열하여 만든다. Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C → 2P + 3CaSiO3 + 5CO ⅱ.적인의 제법 : 황인을 밀폐한 용기에 넣고 공기를 차단하고 온도를 250-260℃로 유지하면서 가열. 2)응용 ⅰ.황인은 맹독성이지만 그 소량은 체중증가, 적혈구증가를 나타내고 구루병, 골연화증에 내용한다. 인산제품의 원료, 살서약(쥐약)의 제조. *황인은 공기중에서 발화할 우려 있으므로 물속에 저장한다. ⅱ.적인은 성냥의 인화제로 사용(안정성) 4.인산(H3PO4) 1)제법 ⅰ.Lilijenroth process에 의해 가장 순수하고 고농도의 인산을 염가로 제조할 수있다. P2 + 5H2O → P2O5 + 5H2 ⅱ.적인에 진한 질산을 가한 후 가열함으로써 제조할 수도 있다. 이때 촉매로 I2 또는 Br2를 첨가 2)응용 : 납중독의 해독제 5.아비산(As2O3) : Arsenic trioxide 1)응용 : 보혈강장제, 백혈병치료제 Fowler's solution(As2O3, KHCO3, alcohol)             6.비스마스화합물(Bismuth compounds) 1)성상ⅰ.가용성일 경우 원형질독작용(protoplasmic poison)이 강하여 인체에 유해하다. ⅱ.불용성일 경우 그 질이 미세하고 치밀하며 점막의 표면 및 염증부위에 잘 부착하므로 보호제로 사용. 내복하면 소량이 용해되어 수렴 및 방부작용을 한다. 2)차질산비스마스(Bismuth Subnitrate) ⅰ.제법α.질산에 Bi를 가하여 중성질산비스마스를 제조한다 2Bi + 8HNO3 → 2Bi(NO3)3 + 4H2O + 2NO β.중성질산비스마스에 증류수를 가하여 연화한 것을 끓는 증류수에 교반하면서 주입, 침전이 생성하면 여별하고 냉증류수로 세척, 건조. 그 상징액에 Na2CO3(Soda ash)를 가하여 모액중의 Bi분을 회수하고, 중화시키면 subnitrate가 되어 석출 ⅱ.응용α.수렴작용, 위통, 궤양, 설사에 효과.(지사제) 해리된 질산이온은 대장균등에 의해 서서히 환원되어 아질산이온이 되고 장시간 혈관확장작용, 혈압강하작용. β.피부염에 산포제 또는 연고. 3)차탄산비스마스(Bismuth Subcarbonate) ⅰ.제법 : Bi(NO3)3를 Glycerin에 용해시킨 용액을 탄산염용액과 반응시킨다. ⅱ.응용 : 제산, 지사, 수렴제. 위궤양에 있어서는 Subnitrate보다 이 약이 상용되는데 alkali성이기 때문 무독하므로 X-ray조영제로도 사용될 수 있다.                                                 제6족 원소화합물 1.산소(Oxygen : O2) 32.00 - 대한약전에 규정된 산소함량은 99.5v/v%이상이다! 1)제법 ⅰ.실험실적제법 - KClO3를 가열한다 2KClO3 → KClO4 + KCl + O2 이어서 KClO4 → KCl + O2 ⅱ.공업적제법 : 액체공기분류법(Linde식 공기액화장치 : 그림6-1) :공기의 성분기체의 비점은 그 차가 크지 않지만 액체공기는 압력에 따라 증기압이 크게 달라진다 공기를 냉각시키는데는 자유팽창에 의한 Joule-Thomson's effect를 이용한다. α.임계온도 : 기체를 압축시킬 때 여하히 큰 압력을 가해도 더 이상 액화하지 않는 온도 β.임계압 : 임계온도에서 액화시킬 수 있는 최소의 압력 2.오존(O3) 1)제법 : 오존발생기(ozonizer)에 냉, 건조공기 또는 산소를 도입하면서 방전한다.(산소의 5-6%가 오존으로) 2)성상 : 액체오존은 암청색 유상액체로서 폭발성이며 강자성이 있다. 3)응용 : 사용후에 아무런 고형잔사를 남기지 않으므로 가장 이상적인 살균, 표백제. 3.과산화수소수(Hydrogen Peroxide : H2O2) - 과산화수소수중의 H2O2함량은 2.5-3.5w/v%이다! 1)제법 ⅰ.BaO2에 황산을 가하는 순화학적방법. BaO2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O2 ⅱ.전기화학적방법 : 양극법 α.Weissenstein법 : 진한황산을 전해액으로 하고 격막을 사용하며 백금을 양극으로 한다 ㄱ.전해 : 2H2SO4 + O → H2S2O8 + H2O ㄴ.감압증류 : H2S2O8 + 2H2O → 2H2SO4 + H2O2 β.München법 ㄱ.전해 : (NH4)2SO4 + H2SO4 + O → (NH4)2S2O8 + H2O ㄴ.정화 : (NH4)2S2O8 + 2KHSO4 → (NH4)2SO4 + H2SO4 + K2S2O8 ㄷ.증류 : K2S2O8 + 2H2O → 2KHSO4 + H2O2 ⅲ.비전기화학적방법 : 자동산화환원법(2-alkylanthraquinone을 alkylanthra hydroquinone으로) *용제의 조건 1]매개체의 quinone형, hydroquinone형의 두 형에 대해 거의 같거나 더 큰 용해력을 가질 것 2]증기압이 적은 것(증기압이 크면 손실량이 많고 또 위험성이 크다.) 3]물에 대한 용해도가 적을 것. 4]반응조건에서 불활성일 것. 5]물과 용제간의 H2O2의 분배계수가 클 것. 6]점도가 얕을 것(방향족탄화수소(benzene, xylene)와 고급알콜의 등량혼합물을 사용한다) 2)과산화수소의 안정제 : 모든 acid, complex forming agent(자외선차단효과), 흡착력 큰 것(alumina, 점토) Barbital, Acetanilide, Phenacetin *용적강도(volume strength) - 과산화수소1ml가 분해되어 발생되는 산소의 용량 3)응용 : 살균제로서 외용. 발생기산소는 산화력을 갖고 있다.         4.정제황(세척황, Washed sulfur, Purified sulfur) 황화는 불순물로서 황산을 함유할 뿐만아니라 황화비소(As2S3), 아비산(As2O3) 등의 비소화합물을 함유한다. 여기에 증류수, ammonia수(NH4OH)의 혼액을 연화하고 교반한다. 5.침강황(Precipitated sulfur) 1)제법-생석회에 물을 가하여 승화황 또는 정제황을 균화, 오황화석회의 징명용액을 만든다. 여기에 물을 가하고 희석한 염산을 교반하며 미알칼리성 또는 중성이 될 때까지 주가한다. 유독한 H2S가 발생하지 않도록 염산의 양을 절반으로 해주어도 황의 득량은 같다. *염산의 양이 많아서 산성이 되면 침강황의 질이 저하되고, CaS2O3가 분해된다! 2)응용 : 미세하므로 의약용은 침강황이다. 훈증소독작용, 살균작용, 각질용해작용, 순한 사하작용 6.SeS2 : 비듬치료제                                                             제7족 원소화합물 1.Fluorine(F2) : 38.0 1)제법-주로 형석, 빙정석으로 산출. 2)성상-금속은 불소에 의해 침해되지만 그 표면이 불화물에 의해 피복되면 부식작용이 완만해진다. 3)응용-혈액중에 칼슘과 화합하여 물에 불용성인 CaF2가 생성되며 효소활성에 대한 독작용이 있는 독성물질. 골다공증(osteoporosis)치료, 충치예방. 2.Bromine(Br2) 1)제법 ⅰ.암염로액 또는 고즙을 증발결정시켜 염화물을 제거하고 모액(MgBr2)에 황산 및 MnO2를 혼화한다. MgBr2 + MnO2 + 2H2SO4 → MgSO4 + MnSO4 + Br2 + 2H2O ⅱ.유리되는 브롬증기를 응축시키는 장치 ①Kubiersky식 장치 ②추출법(CCl4) ③침전법(페놀, 아닐린) ④흡착법(활성탄, alumina, silicagel) 2)성상 ⅰ.자극성의 암적갈색 액체이며 상온에서 적갈색의 증기를 방출. 자극성과 부식성이 크다. ⅱ.브롬화물은 체내에 빨리 흡수되고 주로 뇨로 배설된다.(NaCl을 투여하면 빨리 배설) 브롬을 잘못 흡입했을 때는 먼저 ammonia증기를 흡입시키고 산소호흡을 시킨다. 3)응용 ⅰ.소량을 내복하면 중추신경억제작용. ⅱ.대량투여하면 반사기능이 억제, 마취효과. 불면증 및 간질병. Tribromide(KBr,NaBr,NH4Br)-진정작용, CaBr-진경작용 3.요오드(Iodine, I2) 1)제법 ⅰ.해조를 태워서 얻은 해조회(kelp)는 0.2%의 요오드를 함유. 요오드노액(Iodine lye)에 황산을 가하여 미산성으로 하고 혼재하는 K2S등을 분해시키고 철제용기로 옮겨 MnO2, 및 황산을 가하여 가열. 2NaI + MnO2 + 3H2SO4 → 2NaHSO4 + MnSO4 + I2 + 2H2O ⅱ.칠레초석(Chile saltpeter)의 모액에는 요오드가 6-12g/l함유. 여기에 SO2가스를 도입한다. 2NaIO3 + 4H2O + 5SO2 → Na2SO4 + 4H2SO4 + I2 ⅲ.Oil-well brine(유정함수)를 원료로 하는 방법 2)정제 : 고체 KI와 혼합하여 승화시켜 승화된 요오드를 생석회를 넣은 건조기에 저장하여 수분 및 HI등을 흡수시켜 정제한다. 4.요오드화나트륨(NaI, Sodium Iodide) 1)제법 ⅰ.요오드화철로부터 : 3FeI2 + I2 → FeI2,2FeI3 FeI2,2FeI3 + 4Na2CO3 → 8NaI + FeOFe2O3 + 4CO2 ⅱ.또는 요오드를 NaOH용액에 용해시켜 얻은 물질을 탄말로 환원. 6NaOH + 3I2 → 5NaI + NaIO3 + 3H2O NaIO3 + 3C → NaI + 3CO           제8족 원소화합물 철 및 철 화합물 1]외용철제제-주로 3가의 철제제로서 2가철제보다 단백질을 침전시키는 성질이 강하다. 지혈제로 사용. 2]Hemoglobin의 성분인 철을 보급하여 주는 목적으로 철의 제제가 내복용으로 사용된다. 2가로서 조혈제. 1.황산철(FeSO4,7H2O 녹반, Ferrous Sulfate) 1)실험실적제법 : 순철을 황산과 물의 혼합용액에 가하여 가열, 용해. 수소발생이 끝나면 여과. (제1철염의 산화를 방지하기위해 철을 과잉하게 하고 상온에서, 알콜상에서 결정을 석출) Fe + H2SO4 → FeSO47H2O + H2 2)응용 : 보혈제, 수렴제로 빈혈에 사용 2.건조황산철(FeSO4,2H2O) 1)응용 : 황산철과 마찬가지로 보혈제, 수렴제. ⅰ.정제,환제,캅셀제로 할 때 취급하기 쉽다. ⅱ.결정황산철0.3g에 이 약 0.2g의 비례로 처방한다. 3.염화제이철용액(Ferric Chloride solution, FeCl3) 1)제법 : 금속철을 염산에 용해시키고 질산을 가하여 가열한다. 2Fe + 4HCl → 2FeCl2 + 2H2 6FeCl2 + 6HCl + 2HNO3 → 6FeCl3 + N2O2 + 4H2O 2)응용 : 3가 지혈제. 4.백금화합물 1)Cisplatin : Pt(NH3)2Cl2 ⅰ.항암제로서 난소암, 고환암에 사용 ⅱ.trans-isomer의 경우 항암활성이 낮아진다 2)Carboplatin : Cisplatin보다 부작용이 적어 난소암치료에 사용