과황산암모늄((NH4)2S2O8)은 백색 분말입니다. 물에 용해되어 산소를 방출합니다. 표백, 에칭 또는 중합이 시작될 수 있습니다.
| IUPAC의 이름 | 암모늄 퍼옥시디설페이트 |
| 분자식 | (NH4)2S2O8 |
| CAS 번호 | 7727-54-0 |
| 동의어 | 암모늄퍼설페이트, 암모늄퍼옥소디설페이트, 디암모늄퍼설페이트, 디암모늄퍼옥시디설페이트 |
| 인치 | InChI=1S/2H3N.H2O8S2/c;;1-9(2,3)7-8-10(4,5)6/h2*1H3;(H,1,2,3)(H,4,5 ,6) |
과황산암모늄의 성질
암모늄 퍼설페이트 포뮬러
과황산암모늄의 공식은 (NH4)2S2O8입니다. 이는 2개의 암모늄 양이온(NH4+)과 1개의 과황산염 음이온(S2O82-)으로 구성됩니다. 과황산염 음이온에는 과산화물 결합(OO)으로 연결된 두 개의 황산기(SO42-)가 있습니다.
암모늄 퍼설페이트 몰 질량
(NH4)2S2O8의 몰 질량은 228.18 g/mol입니다. 이는 2 x 14.01(N) + 8 x 1.01(H) + 2 x 32.06(S) + 8 x 16.00(O) 공식에 모든 원자의 원자 질량을 더하여 계산됩니다.
과황산암모늄의 끓는점
(NH4)2S2O8은 이 온도에 도달하기 전에 분해되기 때문에 끓는점이 없습니다. 약 120°C(248°F)에서 암모니아, 질소, 산소 및 물로 분해됩니다. 분해 반응은 다음과 같습니다.
(NH4)2S2O8 -> 2NH3 + N2 + O2 + 2H2O
과황산암모늄 융점
(NH4)2S2O8은 이 온도에 도달하기 전에 분해되기 때문에 녹는점이 없습니다. 약 120°C(248°F)에서 암모니아, 질소, 산소 및 물로 분해됩니다. 분해 반응은 다음과 같습니다.
(NH4)2S2O8 -> 2NH3 + N2 + O2 + 2H2O
과황산암모늄의 밀도 g/mL
(NH4)2S2O8의 밀도는 25°C에서 1.98g/mL입니다. 이는 (NH4)2S2O8 1밀리리터의 무게가 1.98그램임을 의미합니다.
암모늄과황산염 분자량
(NH4)2S2O8의 분자량은 몰 질량과 동일하며 228.18 g/mol입니다. 이는 (NH4)2S2O8 1몰의 무게가 228.18g임을 의미합니다.
과황산암모늄의 구조
(NH4)2S2O8의 구조는 다음과 같은 루이스 구조로 나타낼 수 있습니다.
OO
|| ||
O=S||-OOS||=O
|| ||
OO
/\
NH NH
\/
시간
/\
NH NH
\/
시간
이 구조에서 각 황 원자는 사면체 구조로 4개의 산소 원자에 결합되어 있으며 각 산소 원자에는 두 쌍의 자유 전자가 있습니다. 두 황산기 사이의 과산화물 결합은 한 쌍의 전자를 가진 단일 결합입니다. 암모늄 양이온은 각각 3개의 수소 원자와 3개의 전자를 공유하고 양전하를 갖는 질소 원자로 형성됩니다.
과황산암모늄의 용해도
(NH4)2S2O8은 물에 매우 잘 녹으며, 이는 관련된 칼륨염보다 훨씬 더 잘 녹습니다 1 . 이는 물에 용해되어 암모늄 이온과 과황산염 이온을 형성하며, 이는 황산염 라디칼로 더 해리될 수 있습니다.
(NH4)2S2O8 -> 2NH4+ + S2O82-
S2O82- -> 2 SO4•-
(NH4)2S2O8의 물에 대한 용해도는 온도가 증가함에 따라 증가합니다. 25°C에서는 최대 80g/100ml의 물을 녹일 수 있습니다. 또한 메탄올에도 적당히 용해됩니다.
| 모습 | 흰색에서 황색을 띠는 결정 |
| 비밀도 | 1.98 |
| 색상 | 흰색에서 노란색을 띤다 |
| 냄새가 나다 | 달콤하고 불쾌한 |
| 몰 질량 | 228.18g/몰 |
| 밀도 | 25°C에서 1.98g/mL |
| 융합점 | 120°C(분해) |
| 비점 | 해당 없음(분해됨) |
| 플래시 도트 | 해당 없음 |
| 물에 대한 용해도 | 25°C에서 80g/100mL |
| 용해도 | MeOH에 적당히 용해됨 |
| 증기압 | 해당 없음 |
| 증기 밀도 | 해당 없음 |
| pKa | 해당 없음 |
| pH | 해당 없음 |
과황산암모늄의 안전성과 위험성
(NH4)2S2O8은 화재를 증폭시키고 가연성 물질과 폭발적으로 반응할 수 있는 강력한 산화제입니다. 또한 섭취하거나 흡입하거나 피부나 눈에 접촉하면 건강에 다양한 영향을 미칠 수 있습니다. 피부, 눈, 코, 목, 폐를 자극할 수 있습니다. 또한 발진, 천식, 호흡곤란 등의 알레르기 반응을 일으킬 수도 있습니다. 그것은 수생 생물에 해롭다. 따라서 적절한 보호 장비를 착용하고 주의해서 다루어야 합니다. 열, 스파크, 화염 및 기타 호환되지 않는 물질로부터 멀리 보관해야 합니다.
| 위험 기호 | O(산화제), Xn(유해), Xi(자극성) |
| 보안 설명 | S17(가연성 물질을 멀리하시오), S26(눈에 닿은 경우 즉시 다량의 물로 씻어내고 의사와 상담하세요), S36/37/39(적절한 보호복, 장갑, 눈/안면 보호구 착용), S45 (사고 발생 시, 몸 상태가 좋지 않을 경우 즉시 진료를 받으세요) |
| UN 식별 번호 | 유엔 1444 |
| HS 코드 | 28334000 |
| 위험등급 | 5.1 (산화물질) |
| 포장그룹 | III |
| 독성 | 경구 LD50 쥐: 689 mg/kg, LC50 흡입 쥐: 2.95 mg/L/4h, 피부 LD50 쥐: 2000 mg/kg |
과황산암모늄의 합성 방법
무기염인 (NH4)2S2O8을 제조하는 데에는 다양한 방법이 사용될 수 있습니다.
가장 일반적인 방법 중 하나는 황산암모늄((NH4)2SO4)과 황산(H2SO4) 의 차갑고 농축된 용액을 전기분해하는 것입니다.
이 방법은 Hugh Marshall이 처음으로 설명했습니다. 전기분해에는 백금 양극과 다공성 은 음극을 사용하여 용액에 전류를 통과시키는 과정이 포함됩니다.
양극에서 황산을 전기분해하면 황산수소 이온 HSO4-가 생성되고, 이는 물과 결합하여 과황산염 이온 S2O82-와 수소 가스 H2를 생성합니다. 음극에서 산소 가스 O2는 환원을 거쳐 과산화수소 H2O2를 생성하고, 이는 암모늄 이온 NH4+와 반응하여 (NH4)2S2O8 (NH4)2S2O8 및 물 H2O를 형성합니다.
전체적인 반응은 다음과 같습니다.
(NH4)2SO4 + 2 H2SO4 -> (NH4)2S2O8 + 2 H2O + H2 + O2
냉각 및 여과를 통해 (NH4)2S2O8은 전해질 용액에서 결정화될 수 있습니다.
(NH4)2S2O8을 제조하는 또 다른 방법은 중황산암모늄 NH4HSO4를 오존 O3 또는 과산화수소 H2O2 로 산화시키는 것입니다. 이 방법은 전기분해 방법보다 (NH4)2S2O8의 수율과 순도가 더 높습니다. 반응은 다음과 같습니다.
NH4HSO4 + O3 -> (NH4)2S2O8 + H2O
금
NH4HSO4 + H2O2 -> (NH4)2S2O8 + 2H2O
과황산암모늄의 용도
(NH4)2S2O8은 다양한 산업 및 응용 분야에서 다양한 용도로 사용되는 다용도 화학 물질입니다. 가장 일반적인 용도는 다음과 같습니다.
- 이는 산업적으로 중요한 다른 화합물의 합성에서 표백제 및 화학 전구체 역할을 합니다.
- 이는 중합 공정을 시작하며 제조업체는 주로 폴리스티렌 생산에 이를 사용합니다.
- PCB 제조업체는 표면에서 구리 및 기타 금속을 제거하기 위해 이를 에칭제로 사용합니다.
- 반도체 산업에서는 (NH4)2S2O8을 에칭제로 사용하여 실리콘 웨이퍼를 세척하고 연마합니다.
- 실험실에서는 장비, 유리 제품 및 물 시스템의 세척 및 소독제로 사용합니다.
- 과일과 채소의 갈변을 방지하여 식품 보존에 사용되는 첨가물입니다.
- 다양한 화학 반응에서 이를 유기 과산화물, 술폰 및 술폰아미드 합성을 위한 산화제로 사용합니다.
- 배터리는 이를 감극제로 사용하여 성능과 수명을 늘립니다.
- 헤어 탈색제는 멜라닌 색소를 산화시켜 머리 색깔을 밝게 하는 일반적인 성분으로 사용됩니다.
질문:
Q: 과황산암모늄은 얼마나 오래 지속되나요?
A: (NH4)2S2O8은 분해되지 않고 고체 상태로 무기한 저장할 수 있는 안정한 화합물입니다. 그러나 물에 용해되면 시간이 지남에 따라 효과가 떨어질 수 있습니다. (NH4)2S2O8 10% 용액의 유통기한은 실온에서 약 2~4주, 4°C 1 2 에서 2~3개월입니다. 용액은 빛과 열로부터 보호되어야 하며, 분해를 나타내는 기포나 침전물의 존재 여부를 주기적으로 점검해야 합니다.
Q: 과황산암모늄은 어떤 역할을 합니까?
A: (NH4)2S2O8은 수용액에서 산소 라디칼을 방출할 수 있는 강력한 산화제입니다. 이러한 라디칼은 중합, 표백, 에칭, 세척 및 소독과 같은 다양한 화학 반응을 유발하거나 가속화할 수 있습니다. (NH4)2S2O8은 또한 다른 화합물의 합성을 위한 황산염 이온의 공급원으로 작용할 수 있습니다.
Q:과황산암모늄에는 무엇을 섞어야 하나요?
A: (NH4)2S2O8은 물에 잘 녹으며 물과 혼합하여 다양한 농도의 용액을 제조할 수 있습니다. (NH4)2S2O8의 물에 대한 용해도는 온도가 증가함에 따라 증가합니다. 25°C에서는 최대 80g/100ml의 물을 녹일 수 있습니다. 또한 메탄올에도 적당히 용해됩니다. (NH4)2S2O8은 가연성 물질, 환원제, 금속, 산 또는 염기와 같은 혼합 불가능한 물질과 혼합해서는 안 됩니다. 격렬하거나 폭발적으로 반응할 수 있기 때문입니다.
Q: 과황산암모늄은 과황산암모늄과 동일합니까?
A: 네, 과산화황산암모늄은 (NH4)2S2O8의 또 다른 이름입니다. 둘 다 공식 (NH4)2S2O8을 사용하는 동일한 화합물의 동의어입니다.
Q: SDS-PAGE에서 과황산암모늄은 무엇에 사용되나요?
A: SDS-PAGE(나트륨 도데실 황산염 폴리아크릴아미드 겔 전기영동)는 크기와 전하를 기준으로 단백질을 분리하는 기술입니다. (NH4)2S2O8은 아크릴아미드와 비스아크릴아미드 단량체를 중합하여 폴리아크릴아미드 겔 매트릭스를 형성하는 촉매로 사용됩니다. (NH4)2S2O8은 단량체 사이의 가교 반응을 시작하는 자유 라디칼을 생성합니다.
Q: 10% 과황산암모늄을 만드는 방법은 무엇입니까?
A: (NH4)2S2O8의 10% 용액을 준비하려면 고체 (NH4)2S2O8 10g을 달아 증류수 90ml에 녹입니다. 완전히 녹을 때까지 저어준 후 100ml 용량 플라스크에 옮깁니다. 표시선까지 증류수를 채우고 잘 섞습니다. 용액을 어두운 병에 담아 4°C 또는 실온에서 보관하십시오.
질문: 아크로 인해 발생한 과황산암모늄을 어떻게 수리합니까?
A: 아크 플래시는 금속 표면을 손상시키는 전기 아크로 인해 발생하는 결함입니다. 이는 금속의 강도와 내식성을 저하시키고 균열이나 파손을 초래할 수 있습니다. 아크 플래시를 수리하는 한 가지 방법은 (NH4)2S2O8을 식각액으로 사용하여 영향을 받은 부위를 제거하는 것입니다. 절차는 다음과 같습니다.
- 금속 표면을 아세톤이나 알코올로 닦아 먼지나 기름기를 제거합니다.
- 브러시나 면봉을 사용하여 아크 발생 부위에 과황산암모늄 용액(10-20%)을 얇게 바르십시오.
- 산화 반응이 일어나고 있음을 나타내는 거품이 표면에 나타날 때까지 5~10분 정도 기다립니다.
- 표면을 물로 헹구고 깨끗한 천으로 건조시킵니다.
- 아크가 완전히 삭제될 때까지 이 과정을 반복합니다.
- 표면에 균열이나 구멍이 있는지 검사하고 필요한 경우 적절한 충전재로 채웁니다.
- 추가 부식을 방지하기 위해 보호 코팅이나 페인트를 바르십시오.
Q: 과황산암모늄은 계면활성제인가요?
A: 아니요. (NH4)2S2O8은 계면활성제가 아닙니다. 계면활성제는 액체 또는 두 액체 사이의 표면 장력을 감소시키는 물질로, 미셀이나 에멀젼을 형성할 수 있습니다. (NH4)2S2O8에는 이러한 특성이 없습니다. 수용액에서 산소 라디칼을 방출할 수 있는 산화제입니다.
Q: 실험의 어떤 측면이 TEMED와 과황산암모늄에 의해 제어됩니까?
A: TEMED 및 (NH4)2S2O8은 전기영동을 위한 폴리아크릴아미드 겔 매트릭스를 형성하기 위해 아크릴아미드 및 비스아크릴아미드 단량체의 중합을 제어하는 데 사용됩니다. TEMED 및 (NH4)2S2O8은 단량체 간의 가교 반응을 시작하고 가속화하는 자유 라디칼 생성 촉매 역할을 합니다. TEMED와 (NH4)2S2O8의 농도와 비율은 중합 속도와 완전성뿐만 아니라 겔의 기공 크기와 기계적 강도에도 영향을 미칩니다.
Q: 과황산암모늄은 공기와 반응합니까?
A: 네, (NH4)2S2O8은 특히 습한 환경에서 공기와 반응할 수 있습니다. (NH4)2S2O8은 공기 중 수분을 흡수하여 가수분해되어 황산암모늄과 과산화수소를 형성할 수 있습니다. 과산화수소는 물과 산소 가스로 더 분해되어 열과 압력을 방출할 수 있습니다. (NH4)2S2O8 용기가 제대로 환기되지 않으면 파열되거나 폭발할 수 있습니다. (NH4)2S2O8은 또한 공기 중의 산소와 반응하여 독성 가스인 오존을 형성할 수 있습니다. 따라서 (NH4)2S2O8은 열, 스파크, 불꽃 및 기타 부적합한 물질로부터 멀리 떨어져 서늘하고 건조하며 통풍이 잘되는 곳에 보관해야 합니다.