삼산화 셀레늄 (13768-86-0) 물리적 및 화학적 특성
삼산화 셀레늄
특수 소재 제조, 표면 처리 및 광전지 부품 적용을 위한 습윤성 결정성 분말 형태로 공급되는 무기 산화제입니다.
| CAS 번호 | 13768-86-0 |
| 분류 | 무기 산화물 |
| 일반 형태 | 분말 또는 결정 고체 |
| 일반 등급 | EP |
삼산화 셀레늄은 +6 산화 상태의 셀레늄 무기 분자 산화물로, 산성 산화물(셀레늄(VI) 산화물) 및 강력한 무기 산화제로 분류하는 것이 가장 적합합니다. 고체는 습윤성 결정 물질로 존재하며, 고체 상태에서 치밀한 중합체/올리고머 네트워크를 형성합니다. 분자 기술자 기록에서 공식적인 분자 조성은 \(\ce{O3Se}\) (일반적으로 \(\ce{SeO3}\)로 표기)로 나타내며, 중성 공유 결합 셀레늄 산화물입니다. 전자적으로 이 산화물 내 셀레늄은 높은 산화 상태(+6)에 있으며, 분자는 전자 밀도를 수용할 수 있는 세 개의 산소 원자를 갖고 있습니다—이는 계산된 위상 극성 표면적 51.2 Ų 및 기술자 테이블 내 3개의 수소 결합 수용체 자리에서 반영됩니다.
화학적으로 삼산화 셀레늄은 산 무수물로 작용합니다: 물과 반응하여 강산성 셀렌산 \(\ce{H2SeO4}\)를 생성합니다. 실제로 이 산화물은 강력한 산화제이자 물 반응성 물질로 작용하며, 수성 접촉시 셀렌산과 셀레네이트 종을 생성하여 강산성 용액을 형성하고 급속 가수분해 시 열을 발생합니다. 독성 및 환경 프로필은 고가치 무기 셀레늄과 일치하며, 이 화합물은 부식성이 있을 수 있고 입자 형태로 흡입 또는 섭취 시 쉽게 흡수되며, 수생 생물에 해로울 수 있습니다.
이 물질에 일반적으로 보고되는 상업 등급에는 EP가 포함됩니다.
기본 물리적 특성
밀도
실험적으로 보고된 밀도 값은 결정 고체의 높은 비중을 나타냅니다. 밀도는 \(68\,^\circ\mathrm{F}\)에서 \(3.6\)으로 보고되며 (물보다 밀도가 높아 가라앉음) \(3.6\,\mathrm{g}\,\mathrm{cm}^{-3}\)으로 나타납니다. 높은 밀도는 치밀한 무기 산화물 격자 구조와 \(\ce{O3Se}\) 분자 내 무거운 칼코겐 원자(셀레늄)의 존재와 일치합니다.
융점 또는 분해점
융점은 \(244\,^\circ\mathrm{F}\) (동일 출처에서 \(118\,^\circ\mathrm{C}\)와 동등)로 보고됩니다. 열분해는 \(180\,^\circ\mathrm{C}\)에서 발생하는 것으로 알려져 있습니다. 기록된 열 이벤트는 결정상 융점 시작과 이후 높은 온도에서 분해를 반영할 수 있으므로 사용자들은 이를 유의해야 하며, 고체 상태 샘플은 시료 이력 및 주변 대기에 따라 부분 분해나 승화가 발생할 수 있습니다.
물에 대한 용해도
물에의 용해도는 정성적으로 "매우 좋음"으로 보고됩니다. 실제로 \(\ce{SeO3}\)는 \(\ce{H2O}\)와 격렬히 반응하여 셀렌산을 생성하므로, 관찰된 높은 용해도는 단순한 물리적 용해보다는 화학적 전환과 결합되어 있습니다.
용액 pH (정성적 특성)
수성 접촉 시 \(\ce{SeO3}\)가 가수분해되어 셀렌산 \(\ce{H2SeO4}\)를 형성하므로 강산성 용액이 생성됩니다. 따라서 수용액은 매우 산성(pH 낮음)을 나타내며, 산-염기 및 부식성 측면에서 강산/산화제 용액과 유사하게 행동합니다.
화학적 특성
산-염기 반응성
삼산화 셀레늄은 셀렌산의 산 무수물이며 고전적인 산성 산화물 거동을 보입니다: 물과 접촉 시 \(\ce{H2SeO4}\)로 가수분해되고, 염기와 반응하여 \(\ce{SeO4^{2-}}\)를 포함하는 셀레네이트 염을 형성합니다. 고산화 상태 비금속의 산화물이기 때문에 염기는 아니며, 비기체 상태에서는 가수분해 시 전자 수용체이자 양성자 형성 물질로 작용합니다.
반응성 및 안정성
이 화합물은 강력한 산화제로 분류되며 물과 반응성이 있습니다. 물과 격렬하게 반응하고 유기 및 무기 환원제와 산화 반응을 일으킬 수 있습니다; 환원 물질(다수의 유기물, 금속, 시안화물, 에스터, 티오시아네이트 포함)과의 반응은 발열 반응일 수 있으며, 기체 생성 또는 발화/폭발을 초래할 위험이 있습니다. 고체는 습윤성이며 가열 또는 분해 시 부식성 및 독성 연기를 발생할 수 있습니다. 안정성 관리를 위해 먼지 제어, 가연성 물질 접촉 회피, 환원 오염물 배제 등이 필수적입니다.
분자 및 이온 파라미터
분자식 및 분자량
주요 계산 분자식은 \(\ce{O3Se}\) (동일하게 \(\ce{SeO3}\)로 표기)입니다. 보고된 분자량 및 정확 질량은 다음과 같습니다: - 분자량: \(126.97\,\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\) - 정확/단위 동위원소 질량: \(127.90127\)
기타 계산된 기술자: 위상 극성 표면적 51.2, 수소 결합 공여자 수 0, 수소 결합 수용자 수 3, 회전 가능 결합 수 0, 형식 전하 0.
SMILES 및 InChI 식별자 (인라인 코드):
- SMILES: O=[Se](=O)=O
- InChI: InChI=1S/O3Se/c1-4(2)3
- InChIKey: VFLXBUJKRRJAKY-UHFFFAOYSA-N
구성 이온
순수 고체 상태에서 삼산화 셀레늄은 중성 공유 결합 분자 산화물(형식 전하 0)입니다. 수성 매질에서는 셀렌산 \(\ce{H2SeO4}\)로 전환되며, pH에 따라 셀레네이트 음이온 \(\ce{SeO4^{2-}}\)이 형성됩니다. 무수 고체에는 안정한 단순 이온성 성분이 없으며, 이온 종은 가수분해 및 산 해리에 따른 용액 현상입니다.
식별자 및 동의어
등록 번호 및 코드
- CAS RN: 13768-86-0
- EC(유럽연합) 번호: 237-385-1
- UN 번호(운송 참조): 3283
- DSSTox 물질 ID: DTXSID50895004
- ICSC 번호: 0949
- 닛카지 번호: J43.597J
- 위키데이터 식별자: Q6070
기술자 필드에도 InChI 및 InChIKey가 기록되어 있습니다 (분자 섹션 참조).
동의어 및 일반명
기록된 동의어 및 대체명 (제공된 식별자로부터 선별): - 삼산화 셀레늄 - 셀레늄 산화물 (SeO3) - 셀레논일리덴옥시단 - 셀렌산 무수물 - 트라이옥사이드, 셀레늄 - 셀레늄(VI) 트라이옥사이드 - O3Se
이 동의어들은 조달 및 규격 문서에서 모호함을 피하기 위해 등록 번호와 교차 검증되어야 합니다.
산업 및 상업적 응용
기능 역할 및 사용 분야
삼산화 셀레늄은 고가치 셀레늄 종을 필요로 하는 응용에서 산화물 전구체 및 셀렌산 공급원으로 산업적으로 사용됩니다. 셀레늄 화학 또는 박막 셀레늄 유도체가 사용되는 광전지 및 태양광 장치 제조에 문서화된 사용 사례가 있습니다. 보다 일반적으로, 이 계열 화합물은 산화제 또는 특수 제조 공정에 사용되는 셀레네이트 염의 전구체로서 기능할 수 있습니다.
대표적 적용 사례
명시적으로 보고된 적용: 광전지 및 태양 에너지 장치 제조. 실제로 이 물질은 고가치 셀레늄 산화제 또는 셀렌산 공급원이 필요할 때 선택되며, 선택 기준은 산화력과 \(\ce{H2SeO4}\) 또는 셀레네이트 종으로의 전환 용이성에 기반한다. 현재 데이터 맥락에서는 추가적인 간결한 적용 요약이 제공되지 않으며, 실제로는 위에 설명된 일반적 특성에 따라 본 물질이 선택된다.
안전 및 취급 개요
건강 및 환경 위험
삼산화 셀레늄은 흡입, 섭취 또는 피부 접촉 시 급성 및 만성 독성을 나타낸다. 노출 시 호흡기 자극, 기관지 경련, 폐렴, 위장 증상 및 특유의 마늘 냄새가 나는 호흡이 발생할 수 있다. 반복적 또는 장기간 노출 시 전신 영향(탈모 및 손톱 변화, 신경학적 증상, 생식 매개변수에 미치는 잠재적 영향 등 셀레노증 포함)을 초래할 수 있다. 본 물질은 피부, 눈 및 호흡기를 부식시키며 접촉 시 심한 화상을 일으킬 수 있다. 독성 요약에서는 만성 경구 최소 위험 수준이 \(0.005\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\,\mathrm{day}^{-1}\)로 기록되어 있다. 환경적으로는 수계 방출 시 수생 생물에 해롭고, 셀레네이트 종의 산화성 및 이동성 때문에 격리 및 폐수 처리 고려가 중요하다.
응급 조치로는 노출원에서 즉시 제거, 다량의 물로 세척(눈/피부), 흡입 시 호흡 지원, 섭취 후 구토 유발 금지 및 신속한 의학적 처치가 권장된다.
보관 및 취급 주의사항
강한 산화제이며 수분 반응성, 부식성 고체로 취급한다. 주요 주의사항: - 건조하고 통풍이 잘 되는 곳에 보관하며 가연성, 환원성 및 유기물질과 분리하여 저장. - 분진 발생을 방지하고 공기 중 입자 농도를 관리; 국소 배기 설비 사용 권장. - 적절한 개인 보호 장비(PPE) 사용: 분진/에어로졸에 대한 호흡 보호구, 화학 저항성 장갑, 눈 및 얼굴 보호구, 보호복 착용. - 수분과의 접촉을 피하며, 톱밥 등 가연성 흡수제와 접촉하지 않도록 주의. - 누출 시: 해당 구역을 격리하고 환경 유출 방지, 가연성 흡수제 사용 자제; 지역 규정에 따라 적합한 용기에 수집하여 폐기. 상세한 위해성, 운송 및 규제 정보는 해당 제품의 안전보건자료(SDS) 및 지역 법규를 참조해야 한다.
