황산바륨 (7787-39-5) 물리적 및 화학적 특성
황산바륨
산업 및 특수 화학 응용을 위해 약간의 수용성 및 무취 고체 형태로 공급되는 무기 황산바륨입니다.
| CAS 번호 | 7787-39-5 |
| 계열 | 황산염류 (무기염) |
| 일반 형태 | 분말 또는 결정 고체 |
| 일반 등급 | EP |
황산바륨은 황산염 계열에 속하는 무기 이온성 염으로, 화학식 \(\ce{BaO3S}\)로 표현되며 알칼리 토금속 양이온 \(\ce{Ba^2+}\)와 황산염 음이온 \(\ce{SO3^2-}\)으로 구성됩니다. 구조적으로는 고체 상태에서 분리된 공유 결합 분자가 아닌 확장된 이온 격자이며, 계산된 분자 기술자는 두 성분의 비공유 결합 단위(공유 결합 단위 수 = 2)를 반영하며 전기적으로 중성입니다. 황산염 음이온은 아황산의 공액염기이며, 비공유 전자쌍과 3개의 산소 원자에 걸친 전자가 분산된 삼각뿔 모양의 산소 음이온 구조를 갖고, 바륨 중심은 전하 균형을 제공하며 높은 격자 에너지로 인해 알칼리 금속 황산염에 비해 수용성 용해도가 제한됩니다.
화학적으로, 황산바륨은 황산염류 특유의 산–염기 및 산화환원 경향을 보입니다: 제한된 용해는 \(\ce{SO3^2-}\)를 방출하고 이는 산성 조건에서 \(\ce{HSO3-}\) 및 \(\ce{H2SO3}\)/\(\ce{SO2}\)로 프로톤화됩니다; 황산염 음이온은 중간 정도의 환원제로 분자 산소에 의해 점차 산화되어 황산염이 되고, 궁극적으로 매우 불용성인 황산바륨 \(\ce{BaSO4}\)를 형성합니다. 물질은 무취 고체이며 고체 격자 내에서 극성이 낮지만 충분히 농축된 수용액에서는 알칼리성 특성을 나타낼 수 있습니다. 용해도가 제한된 경우 실제 수용성 거동은 소량 용존한 황산염과 고체 상 평형 간 균형에 의해 지배됩니다.
이 물질에 대해 보고된 일반 상업 등급은 EP입니다.
기본 물리적 특성
밀도
현 데이터 상황에서 이 특성에 대한 실험적으로 확립된 값은 없습니다.
융점 또는 분해점
현 데이터 상황에서 이 특성에 대한 실험적으로 확립된 값은 없습니다.
수중 용해도
황산바륨은 무취 고체로 보고되며 물에 약간 용해됩니다. 용해도는 \(\ce{Ba^2+}\)와 \(\ce{SO3^2-}\) 사이의 강한 격자 상호작용에 의해 제한되며, 용해 시 음이온은 수용액 내에서 프로톤화된 형태와 평형을 이룰 수 있습니다. 실제 수용 시스템에서 용해 농도는 낮으며 고체 상과의 평형이 용존 황산염 활성을 제어합니다. 산화성 및 통기된 수용 환경에서는 황산염 음이온이 서서히 황산염으로 산화되기 쉽고 이로 인해 \(\ce{BaSO4}\) 침전이 유도되어 용존 바륨 농도가 더 낮아질 수 있습니다.
용액 pH (정성적 거동)
용해도가 낮고 수용 용액의 \(\mathrm{pH}\)가 용해 정도와 완충 작용에 따라 달라지므로 단일 수치 \(\mathrm{pH}\) 값은 적용되지 않습니다. 용액 내에 상당량의 \(\ce{SO3^2-}\)가 존재하면 이는 아황산의 공액염기로서 용액은 산성화되지 않는 한 중성 내지 약알칼리성이 됩니다. 산성화 시 종(speciation)은 \(\ce{HSO3-}\)/\(\ce{H2SO3}\) 쪽으로 이동하며 \(\ce{SO2}\) 가스를 방출할 수 있습니다.
화학적 특성
산–염기 거동
황산바륨은 황산염 음이온 \(\ce{SO3^2-}\)의 공급원으로 작용합니다. 수용액 내에서 \(\ce{SO3^2-}\)는 프로톤화 평형을 통해 \(\ce{HSO3-}\) 및 강산성 조건에서 궁극적으로 \(\ce{H2SO3}\)/\(\ce{SO2}\)를 형성합니다. \(\ce{SO3^2-}\)는 황의 산소 음이온 중 강한 염기성이기 때문에 상당한 용해가 이뤄질 경우 용액의 염기성을 증가시킵니다. 반대로 산에 노출되면 고체가 더 용해성인 바륨 염으로 전환되며 이산화황 가스가 방출될 수 있습니다; 이러한 산에 의한 변환은 공정 및 안전상 실제적인 중요성을 가집니다.
반응성 및 안정성
황산바륨은 대기 중 산소에 의해 점차 황산염으로 산화되며, 이는 \(\ce{SO3^2-}\)가 \(\ce{SO4^2-}\)로 전환되는 것입니다; 이 반응은 매우 불용성인 고체 \(\ce{BaSO4}\)의 형성으로 이어질 수 있습니다. 고체는 일반적으로 건조하고 중성 조건에서 안정하지만 강산과 반응하면 용해성 바륨 종과 이산화황을 생성합니다. 열분해 거동 및 구체적인 분해 온도는 제공된 데이터에 없습니다. 황산염 음이온은 황산염에 비해 환원성이 있으므로 산화제와의 취급에 주의가 필요하며, 강력한 산화제와 접촉 시 발열성 산화 반응이 발생할 수 있습니다.
분자 및 이온 매개변수
분자식 및 분자량
- 분자식: \(\ce{BaO3S}\)
- 분자량: 217.39 g·mol−1
계산된 분자 기술자: - 정확 질량: 217.862062 - 단일동위질량: 217.862062 - 위상 극성 표면적 (TPSA): 82.4 Å^2 - 수소 결합 공여자 수: 0 - 수소 결합 수용자 수: 4 - 회전 가능한 결합 수: 0 - 무거운 원자 수: 5 - 복잡도: 18.8
구성 이온
- 양이온: \(\ce{Ba^2+}\)
- 음이온: \(\ce{SO3^2-}\)
이 물질은 바륨 양이온과 황산염 음이온이 전기적으로 상호작용하는 이온성 고체(확장된 격자)로 존재합니다; 이온성 특성과 바륨의 높은 전하가 알칼리 금속 황산염에 비해 수용성 용해도 제한 및 강한 격자 에너지를 유발합니다.
구조 기술자에 대한 식별자 (기술적 사용 목적 제공): - SMILES: [O-]S(=O)[O-].[Ba+2] - InChI: InChI=1S/Ba.H2O3S/c;1-4(2)3/h;(H2,1,2,3)/q+2;/p-2 - InChIKey: ARSLNKYOPNUFFY-UHFFFAOYSA-L
(정보학 워크플로우에서 필요 시 SMILES, InChI 및 InChIKey 값을 기술 식별자로 정확히 삽입하십시오.)
식별자 및 동의어
등록 번호 및 코드
- CAS 번호: 7787-39-5
- 유럽연합(EC) 번호: 232-112-2
- UNII: D71W8VF49C
- DSSTox 물질 ID: DTXSID00228489
- 니카지 번호: J43.702F
- 위키데이터: Q415543
동의어 및 일반명
보고된 동의어 및 대체 명칭은 다음과 같습니다: - 황산바륨 - 황산바륨(영문: Barium sulphite) - BARIUM SULFITE [MI] - BARIUM SULFITE (BASO3) - barium(2+);sulfite - 아황산염, 바륨 염(1:1) - Bariumsulfit
(추가 제출자가 제공한 식별자 및 동의어가 존재하며, 위 명칭은 기술적 문맥에서 대표적으로 사용되는 이름입니다.)
산업 및 상업적 용도
기능적 역할 및 사용 분야
황산바륨은 제지 제조에 사용되며 주로 펄프 및 제지 가공과 관련됩니다. 황산염계열의 일원으로서, 황산염 화학 관련 역할을 수행할 수 있으며 환원제 거동, 황산염 표백 과정, 또는 황산염 음이온 활성이 필요한 처리의 중간체 역할에 쓰입니다; 구체적 적용은 제형, 용해도 고려사항, 후속 공정에 따라 달라집니다.
일반적인 적용 예
일반적이고 고수준의 적용 예로는 황산염 화학이 적용되는 펄프 및 제지 공정에서의 사용이 포함됩니다. 용해도 제한과 황산염으로의 산화 가능성은 산업 공정 흐름에서 물질이 어떻게 사용되는지에 영향을 미칩니다. 현재 데이터 맥락에서는 추가적인 상세한 적용별 성능 데이터가 제공되지 않습니다.
안전 및 취급 개요
건강 및 환경 위험
- 입자 또는 바륨으로 환산한 농도에 대한 노출 한계 보고 (바륨으로 환산한 값): 최대 허용 농도(MAK): 0.5 \(\mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\) (흡입가능 분획); 허용 노출 한계(PEL): 0.5 \(\mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\), Ba 기준; 역치 한계값(TLV): 0.5 \(\mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\), Ba 기준; 즉각 위험 수준(IDLH): 50.0 \(\mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\), Ba 기준.
- 위험 기원: 주로 용해성 바륨 종(현저한 흡수 후 전신 독성 발생)과 황산염 화학(예: 산성화 시 \(\ce{SO2}\) 방출, 황산염 민감 개인에서의 알레르기 또는 호흡기 영향 가능성)에서 독성학적 우려가 발생합니다. 고체는 공기 중에서 점차 황산염으로 산화되어 장기 환경 피해에 영향을 미치며 불용성 \(\ce{BaSO4}\) 형성을 촉진할 수 있습니다.
- 관리 대책: 공기 중 분진을 제어하고 분진 또는 분말 취급 시 국소 배기 환기를 제공하며, 흡입 및 피부 노출을 제한하기 위해 적절한 호흡기, 눈 및 피부 보호구를 착용하십시오. 산 방출 또는 이산화황 생성으로 이어지는 조건을 피하십시오.
상세한 위험, 운송 및 규제 정보는 제품별 안전보건자료(SDS) 및 지역 법규를 참조하시기 바랍니다.
보관 및 취급 시 고려사항
재료는 밀폐 용기에 담아 습기 흡수 및 분진 발생을 최소화할 수 있도록 서늘하고 건조하며 통풍이 잘 되는 장소에 보관하십시오. 황산염 음이온과 반응할 수 있는 강산(이로 인한 \(\ce{SO2}\) 방출 방지) 및 강산화제와의 접촉을 피하십시오. 공정 상 황산염으로의 산화가 바람직하지 않은 경우 분쇄된 형태로 장기간 공기 노출을 최소화하십시오. 표준적인 산업 위생 관행을 유지하십시오: 부적합 물질과 분리 보관, 분말 유출 방지 대책 시행, 바륨 및 황산염 위험에 적절한 교육과 개인 보호구(PPE) 제공.
상세한 위험, 운송 및 규제 정보는 제품별 안전보건자료(SDS) 및 지역 법규를 참조하시기 바랍니다.
