아황산칼륨 (10117-38-1) 물리적 및 화학적 특성
아황산칼륨
산업용 제형, 식품 가공, 사진 촬영 및 화장품 제조에서 환원제, 산화방지제 및 방부제로 일반적으로 사용되는 무기 아황산염 염입니다.
| CAS 번호 | 10117-38-1 |
| 분류 | 아황산염(무기 염) |
| 일반 형태 | 흰색 결정성 분말 또는 고체(주로 다수화물) |
| 일반 등급 | EP, FCC |
아황산칼륨은 아황산염 음이온과 칼륨 양이온의 무기 염으로, 일반적으로 아황산의 이 칼륨염(dipotassium salt) 형태로 접할 수 있습니다. 구조적으로 두 개의 칼륨 이온과 한 개의 아황산염 음이온으로 구성된 이온 화합물로, 경험식은 K2O3S(일반적으로 K2SO3로 작성됨)로 표현됩니다. 아황산염 음이온은 삼각 피라미드형 또는 왜곡된 삼각 평면형 \(SO_3^{2-}\) 구조를 가지며 황에서 파생된 산소에 비공유 전자쌍이 국재화되어 있습니다; 전반적인 전자 구조는 강한 이온성 특성, 상당한 극성, 분자 단위의 높은 위상 극성 표면적을 부여합니다.
수용액에서 아황산칼륨은 아황산의 짝염기인 \(SO_3^{2-}\) (아황산염)의 공급원으로 작용합니다. 수용액은 농도와 부분 프로톤화(비스황산염 \(HSO_3^{-}\) 형성)에 따라 일반적으로 염기성에서 거의 중성에 가까우며, 산과 접촉 시 아황산염 종이 이산화황으로 전환되어 산성화 및 가스 발생이 동반됩니다. 아황산염은 다양한 화학 문맥에서 환원제로 작용하며 시간이 지남에 따라 공기 중에서 점차 해당 황산염 음이온으로 산화됩니다; 고체 수화물은 가열 시 열분해가 관찰됩니다.
산업적으로 아황산칼륨은 식품 및 화장품에서 방부제/산화방지제로, 사진 현상액 성분으로, 그리고 온화한 환원성이 요구되는 화학 제조 과정에 사용됩니다. 또한 과거 특정 작용(예: 변비제/이뇨제)으로 사용된 일부 의약 제형에 문서화되어 있습니다. 이 물질에 대해 보고되는 일반 상업 등급은 EP, FCC입니다.
기본 물리적 특성
밀도
현재 데이터 맥락에서는 실험적으로 확립된 밀도 값이 제공되지 않습니다.
융점 또는 분해점
현재 데이터 맥락에서는 실험적으로 확립된 융점 값이 제공되지 않으며, 기존 실험 노트에서는 물질(다수화물)이 가열 시 분해됨을 나타냅니다.
물에 대한 용해도
아황산칼륨(다수화물)은 물에 용해됩니다. 실험 기술에서는 다수화물이 약 3.5:1의 비율(즉, 용매 3.5 부 중 용질 1 질량 부)로 용해됨을 보고하고 있습니다. 다수화물 형태는 흰색 결정 또는 결정성 분말로 보고되며, 암모니아에는 불용성이고 알코올에는 약간 용해됩니다.
용액 pH (정성적 거동)
다수화물 수용액은 약한 염기성을 띠며, 보고된 pH 값은 약 \(\mathrm{pH}\) 8입니다. 실제 용액 pH는 농도 및 부분 프로톤화 정도(비스황산염 \(HSO_3^{-}\) 형성)에 따라 달라지며, 무기산 첨가 시 \(SO_2\) 발생과 함께 산성으로 이동합니다.
화학적 특성
산–염기 거동
아황산칼륨은 용액에서 아황산염 음이온 \(SO_3^{2-}\)을 공급하며, 이는 아황산의 짝염기입니다. 수중에서 이 음이온은 부분적으로 프로톤화되어 비스황산염 \(HSO_3^{-}\)이 될 수 있으며, 반대로 산을 첨가하면 아황산염/비스황산염이 용존 이산화황으로 전환되고 궁극적으로 수상 내에서 아황산으로 변환되며 충분한 산성화가 이루어지면 가스가 발생합니다. 본 데이터 맥락에서는 이 평형에 대한 수치적 \(pK_a\) 값은 제공되지 않습니다.
약산의 염으로서 고체 아황산칼륨의 농축 용액은 일반적으로 중성에서 염기성 pH를 나타내며 강산과 반응하여 \(SO_2\)를 방출합니다.
반응성 및 안정성
아황산칼륨은 환원제로 분류되며 공기 노출 시 해당 황산염으로 산화됩니다; 실험 노트에 따르면 다수화물은 공기 중에서 점차 황산염으로 산화됩니다. 다수화물 형태는 가열 시 분해합니다. 산이나 산화제와 접촉 시 이산화황 발생 및 기타 분해 현상이 일어날 수 있습니다. 다수화물 보관 시에는 가수분해/산화를 제한하기 위해 밀폐하고 서늘한 장소에 보관할 것이 권장됩니다. 산화에 대한 감수성과 산에 의한 분해가 취급 및 보관 시 주요 안정성 고려사항입니다.
분자 및 이온 매개변수
분자식 및 분자량
- 분자식: K2O3S (일반적으로 K2SO3로 기재)
- 분자량: 158.26
- 정확 질량 / 단일 동위원소 질량: 157.88422800
구성 이온
화합물은 용액에서 칼륨 양이온과 아황산염 음이온으로 해리됩니다: - 칼륨 이온: \( \mathrm{K}^{+} \) - 아황산염 이온: \( \mathrm{SO}_3^{2-} \)
수화(다수화물)는 물리적 형태와 용해성 거동에 영향을 미치며, 수용액 내에서 활성 용존 종은 위 이온과 그 프로톤화 평형입니다.
식별자 및 동의어
등록 번호 및 코드
- CAS 번호: 10117-38-1
- 폐기된 CAS 번호: 126048-06-4
- 유럽공동체(EC) 번호: 233-321-1
- UNII: 015KZC652E
- DSSTox 물질 ID: DTXSID80889532
- HMDB ID: HMDB0303527
- InChI: InChI=1S/2K.H2O3S/c;;1-4(2)3/h;;(H2,1,2,3)/q2*+1;/p-2
- InChIKey: BHZRJJOHZFYXTO-UHFFFAOYSA-L
- SMILES: [O-]S(=O)[O-].[K+].[K+]
동의어 및 일반명
등록자 제공 동의어 및 대체 명칭 중 선별: POTASSIUM SULFITE, Dipotassium sulfite, Potassium sulphite, Sulfurous acid, dipotassium salt, Potassium sulfite (K2SO3), Sulfurous acid, potassium salt, Sulfurous acid, potassium salt (1:2), Potassium sulfite(IV), E225, K2O3S, 그리고 공급처/등록자 라벨 예: UNII‑015KZC652E, DTXSID80889532, EC 233-321-1 등이 있습니다. 또한 공급자 목록에는 ‘Potassium sulfite, 90%’, ‘Potassium sulfite, SAJ first grade, >=95.0%’ 등 상업적 등급명이 포함되어 있습니다.
산업 및 상업적 응용
기능적 역할 및 사용 분야
아황산칼륨은 일부 식품 및 화장품 제형에서 산화방지제 및 방부제로, 사진 프로세스에서는 환원제로 사용됩니다. 온화한 환원 조건이나 아황산염 기반 보존이 필요한 곳에 적용됩니다. 이 물질은 또한 화학 중간체, 사진용 감광 화학물질 및 일부 농업/토양 조정 분야에서 아황산염 또는 아황산 종이 사용되는 경우에 기재되어 있습니다.
제조 및 공급 문맥에 보고된 제형/등급에는 기술 등급, CP(화학 순도) 및 FCC 등급 등이 있으며, 본 물질에 대해 자주 보고되는 상업 등급명은 EP 및 FCC입니다.
일반적인 적용 예
- 사진 인화 현상액 및 관련 감광 화학 공정 — 현상액 내 보존제/환원성 구성 요소로 작용.
- 식품 산업 — 특정 용도에서 보존제/산화 방지제로 사용(식품 첨가물로 등재됨; 규제 문서 참조: 해당 맥락에서의 문서 번호 21 CFR 73.85).
- 화장품 제형 — 일부 모발 및 화장품 제제에서 보존제 및 환원제로 사용.
- 화학 제조 — 황산염 화학이 적합한 합성 또는 가공 공정에서 온화한 환원제로 사용.
- 과거/구식 의약품 용도 — 기저 문헌에서는 설사제 및 이뇨제 작용으로 기록됨(현대 의학적 사용은 표준 적용 아님).
위 내용 외에 간략한 적용 요약이 필요한 경우, 앞서 설명된 기능적 특성(환원 능력, 보존제/항산화 작용, 수용성 이온 행태)을 기준으로 선택하는 것이 적절함.
안전 및 취급 개요
건강 및 환경 위해성
황산칼륨은 자극성 물질로 피부 및 눈 접촉 시 자극을 유발할 수 있으며, 분진 또는 에어로졸 흡입 시 호흡기 자극을 초래할 수 있음. 황산염염류는 황산염 과민성 천식 환자에서 기관지 수축을 유발할 수 있으므로, 황산염 민감 인구는 식품 또는 공기 중 낮은 농도에서도 높은 위험에 노출됨. 황산염염류의 급성 독성은 고용량에서 중간 정도의 독성을 나타내며, 과거 대표적 자료에 따르면 인간의 구강 치사 가능 용량 범위는 심각한 노출 시황에서 약 \(0.5\!-\!5\,\mathrm{g}\,\mathrm{kg}^{-1}\)임. JECFA에서 황산염 종을 황산 이산화물 등가량으로 환산한 그룹 기준 허용 일일 섭취량(ADI)은 체중당 \(0\!-\!0.7\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\)으로 보고됨.
보고된 위험 분류에는 피부 및 눈 자극 가능성과 제형 및 불순물 프로파일에 따른 호흡기 자극 또는 급성 독성 가능성이 포함됨. 산과 접촉 시 황산 이산화물 가스를 방출할 수 있으며, 충분한 농도에서 자극 및 위해함.
중대한 노출 시 응급 처치는 다음과 같이 지지 치료 원칙을 따를 것: 기도 확보, 호흡 곤란 시 산소 투여, 오염된 눈은 다량의 물 또는 식염수로 세척, 즉시 의료기관 방문. 특이 해독제는 확립되지 않았으며, 치료는 증상 완화 및 지지적.
환경 관리 및 폐기 시 해당 지역 규정을 준수하고, 화학적 산소 요구량 및 황산염/황산염 화학 반응에 따른 수생 환경 영향을 고려하여 하천 등으로의 무단 방출을 피할 것.
보관 및 취급 주의사항
황산칼륨은 공기 및 수분과의 접촉을 최소화하여 황산염으로 산화되는 것을 방지하기 위해 밀폐 용기에 담아 서늘하고 건조하며 통풍이 잘 되는 장소에 보관할 것. 이수화물의 경우에는 서늘한 장소에 잘 밀폐하여 보관 권장. 강산화제 및 산과의 접촉을 피하고, 분진 발생을 제어하며 흡입 노출 방지를 위한 적절한 밀폐 사용.
표준 산업 위생 관리 기준 준수: 필요 시 장갑, 보호안경, 호흡 보호구 착용. 세부 위험, 운송 및 규제 정보는 제품별 안전보건자료(SDS) 및 관련 법규 참조 요망.
