왕수 (8007-56-5) 물리적 및 화학적 성질
왕수
특수 금속 용해, 에칭 및 분석 작업에 사용되는 고농도의 질산/염산 혼합물로, 매우 부식성이 강하고 강력한 산화제로서 조절된 취급과 내식성 장비가 필요합니다.
| CAS Number | 8007-56-5 |
| Family | 염산-질산 혼합물 (무기산 혼합물) |
| Typical Form | 황색 연무 액체 |
| Common Grades | EP |
왕수는 주로 고농도의 염산과 고농도의 질산으로 구성된 무기산 혼합물입니다. 이는 기능적으로 강산 및 강력한 산화 혼합물로 분류되며, 단일 분자 물질이 아니라 여러 반응성 분자 및 이온 종(니트로실 염소 및 자유 염소로 보고된 종 포함)을 포함하여 귀금속을 용해할 수 있는 산화염소화 화학을 생성합니다. 구조적으로 이 물질은 비화학 양론적이며 \(\mathrm{HCl}\)과 \(\mathrm{HNO_3}\)를 혼합하여 형성된 산-산화제 시스템으로 가장 잘 설명됩니다. 단순한 분자 표현(예: 단일 분자식)은 단일 공유 결합 구조가 아닌 혼합물 성분의 합계 조성을 반영합니다.
전자적으로, 왕수는 \(\mathrm{HCl}\)과 \(\mathrm{HNO_3}\)의 프로톤 산도와 할로겐화 및 전자 추출 반응을 가능하게 하는 산화 환원 당량을 결합합니다. 결과 화학은 매우 산화적이고 강산성으로 금속 및 유기 기질을 염소화 및 산화시키며, 종종 염소, 니트로실 염소, 질소 산화물과 같은 기체 생성물과 열을 발생시킵니다. 혼합물은 극성이며 강한 친수성을 가지며, 물에 녹으면 발열과 함께 용해되고 부식성 및 자극성 연기를 방출합니다. 활성 산화 종이 현장에서 생성되므로, 산화력과 연기 발생 특성은 조성 비율과 온도에 따라 변동합니다.
실제로 왕수는 사용 직전에 질산 고농도 용액과 염산 고농도 용액을 일반적으로 약 1:3 또는 1:4 부피비(\(\mathrm{HNO_3}:\mathrm{HCl}\))로 혼합하여 조제합니다. 공격적인 산화 염소화 화학이 요구되는 경우, 특히 금과 백금족 금속 용해, 금속 회수 및 정련, 특정 실험실 에칭 또는 세정 작업에 널리 사용됩니다. 염소 기반 염소화제와 질산 산화 작용의 조합으로 두 산 단독으로는 불가능한 반응을 가능하게 합니다. 이 물질에 보고된 일반 상업적 등급에는 EP가 포함됩니다.
개요 및 조성
질적 조성
왕수는 일반적으로 1부 \(\mathrm{HNO_3}\)와 3부 또는 4부 \(\mathrm{HCl}\)를 혼합하여 조제하는 고농도 질산과 고농도 염산의 혼합물입니다. 조성은 화학 양론적이지 않으며, 두 산 간 반응은 니트로실 염소와 분자 염소 같은 염소화 산화제 종을 포함하는 동적 평형 상태를 형성하며, 용매화된 프로톤 및 염화 이온도 포함됩니다. 투입된 혼합물의 합계 조성은 계산된 분자식 Cl3H4NO3 및 혼합물에서 유도된 합산 지시자로 표현되며, 이는 구성 산의 결합 원자 수의 합을 반영합니다.
보고된 식별자 및 계산된 지시자는 다음과 같습니다: - 분자식: Cl3H4NO3 - 분자량: 172.39 - 계산된 IUPAC 유사 문자열: nitric acid;trihydrochloride - SMILES: N+(O)[O-].Cl.Cl.Cl - InChI: InChI=1S/3ClH.HNO3/c;;;2-1(3)4/h3*1H;(H,2,3,4) - InChIKey: NICDRCVJGXLKSF-UHFFFAOYSA-N
(이 지시자는 혼합 시스템에 대한 합산/계산 표현으로, 혼합물 수준의 식별자로 해석해야 합니다.)
외관 및 일반 형태
왕수는 일반적으로 조성 및 농도에 따라 노란색, 적색 또는 금색 범위의 연무 액체로 나타납니다. 강한 자극성 냄새를 방출하며, 증기와 연기는 눈과 점막에 자극을 줍니다. 액체는 금속과 유기 조직에 매우 부식성이며, 물과 혼합 가능하고 용해 시 발열 반응을 합니다. 습윤한 공기와 접촉하면 연기가 발생합니다.
화학적 특성
반응성 및 부식성 거동
왕수는 강산 혼합물과 강력한 산화제 역할을 모두 수행합니다. 주요 반응성 특징은 다음과 같습니다: - 산화염소 경로를 통해 금과 백금을 포함한 원소 금속 용해; 용해는 귀금속의 용해성 염화 복합체 형성을 통해 진행됩니다. - 반응 또는 촉매 작용을 통해 분해 및 중합을 유도할 수 있는 산화 작용. - 반응 또는 분해 중 생성되는 부식성 및 독성 가스(특히 니트로실 염소, 염소, 질소 산화물). - 희석 또는 염기와의 반응 시 발열 반응; 물에 잘 녹으며 발열과 함께 공기 접촉 시 연기를 발생.
선택된 계산/합산 특성(혼합물 표현에 대해 보고된 값): - 분자량: 172.39 - 정확 질량: 170.925676 - 단일 동위원소 질량: 170.925676 - 토폴로지 극성 표면적(TPSA): 66.1 - 수소결합 공여자 수: 4 - 수소결합 수용자 수: 3 - 회전 결합 수: 0 - 중원자 수: 7 - 형식 전하: 0 - 복잡도: 24.8 - 공유 결합 단위 수: 4
(참고: 이 값들은 혼합물 표현에 대한 계산 지시자로, 구성 산의 극성과 수소 결합 능력을 나타냅니다.)
상호 작용 및 부적합 물질
왕수는 다양한 물질과 격렬하거나 위험한 반응을 합니다. 주요 부적합 및 반응 대상은 다음과 같습니다: - 강 염기 및 무기 수산화물 — 발열성 중화 반응을 통해 열 및 염 생성. - 시안화염 — 반응 시 시안화수소 가스 발생 가능. - 아황산염, 아질산염, 티오황산염, 이황산염 — 황 산화물, 황화수소 및 기타 유독 가스 생성 가능. - 탄산염 및 중탄산염 — 급격한 이산화탄소 발생 및 거품. - 유기 물질(환원성 유기물, 머캅탄, 디티오카바메이트, 이소시아네이트, 니트릴 등 포함) — 격렬한 산화, 중합 또는 유독/가연성 가스 발생 가능. - 귀금속 이외 금속 — 부식 및 반응성 금속과 접촉 시 가연성 수소 발생; 용기 및 기질은 높은 내식성을 가져야 함. - 일부 소방용 거품과 자재는 부식성 또는 유독 가스 방출 반응을 일으킬 수 있음.
왕수는 시간이 지남에 따라 화학적으로 불안정하며, 반응성 할로겐 종이 생성되고 산화력도 변화합니다. 용기는 화학적으로 내성이 있고 건조해야 하며, 저장 용기 내 수분 오염 또는 부적합 물질 혼입 시 격렬하거나 위험한 반응이 발생할 수 있습니다.
사용 및 안전성
산업 및 상업적 사용 맥락
아쿠아 레지아는 강력한 산화-염소화 화학이 필요한 곳에서 사용됩니다. 일반적인 적용 분야는 다음과 같습니다: - 귀금속(금, 백금족 금속)의 용해 및 분석 시료 준비, 금속 정제 및 회수를 위한 처리. - 분석 전 내화성 금속 시료의 실험실 부식, 세척 및 소화. - 금속 필름 또는 유기물의 강력한 산화 제거가 필요한 특수 세척 작업.
실제로 이 물질은 산성도와 산화염소화 능력을 함께 활용하는 작업에 선택되며, 휘발, 부식성 및 가스 발생을 고려한 취급 및 공정 설계가 필수적입니다.
위험 및 취급 고려사항
위험 - 부식성: 심한 피부 화상과 눈 손상을 초래하며, 금속 및 많은 재료에 부식성을 가짐. - 독성 증기: 염소, 니트로실 염소화물, 질소 산화물 등의 연기를 흡입 시 심한 호흡기 자극, 폐 손상 또는 독성 폐염을 유발할 수 있음. - 반응성: 희석 시 열 발생, 부적합 물질과 반응 시 독성 및 가연성 가스 발생 가능. - 비가연성이지만 가열 시 분해되어 부식성 및 독성 연기를 생성할 수 있으며, 부식성 산과 금속의 접촉은 가연성 수소를 발생시킴.
안전한 취급 및 보관 (고급 안내) - 연기 제어를 위해 화학 흄 후드 또는 동등한 국부 배기 장치 사용; 밀폐 공간 내 증기 축적 방지. - 적절한 개인 보호 장비 착용: 화학 내성 장갑, 전면 보호 고글 또는 안면 보호대, 내산성 의복 및 앞치마 착용; 응급 상황이나 유출 시에는 양압형 자가호흡기(SCBA) 및 화학 보호복 필요할 수 있음. - 호환성 있고 부식에 강한 용기에 서늘하고 통풍이 잘 되는 장소에 보관; 물, 염기, 유기물 또는 부적합 고체와의 오염 방지. 반응 가능 금속 등과 반응할 수 있는 용기에 보관 금지. - 필요할 때 신선한 용액을 조제하며, 분해 및 가스 발생 때문에 대량을 장기간 보관하지 않음.
응급 대응 및 응급 처치 (간결) - 피부 또는 눈에 접촉 시: 즉시 다량의 물로 20~30분 이상 세척하고 응급 의료진에게 즉시 연락; 오염된 의복과 신발은 세척 중에 제거. - 흡입 시: 노출자를 신선한 공기 중으로 이동; 호흡 곤란 시 산소 투여; 즉시 의료진에 연락. - 유출 시: 지역 대피 및 격리; 바람 위쪽에 위치시키고 하천 및 하수도로 유입 방지; 건조하고 불활성인 흡수제(건조한 흙 또는 모래)를 사용하여 소량 유출물 포집 후 적절한 용기에 폐기; 물 사용은 유출물 확산 또는 반응 방지를 위해 삼가. - 화재 진압: 비가연성이지만 가열 시 독성 연기 발생 가능. 소규모 화재에는 CO2, 건식 소화제 또는 건조 모래 사용; 대규모 화재에는 최대 안전거리에서 물 분무 또는 안개 및 용기 냉각. 수방출수가 배수구에 유입되지 않도록 하고, 후속 폐기를 위해 둑을 쌓음.
운송 및 규제 식별자 (선택 사항) - CAS: 8007-56-5 - 유럽 공동체(EC) 번호: 690-364-2 - UN 번호(운송): UN1798 - UNII: X3TT5X989E
상세하고 제품별 위험, 운송 및 규제 정보는 구매, 사용, 보관 또는 운송 전에 제품 안전보건자료(SDS) 및 해당 지역 규정을 반드시 참조하십시오.
