클로로술폰산은 화학식 HSO₃Cl의 강산입니다. 부식성이 매우 강하여 유기 합성의 시약과 세제 및 염료 제조의 술폰화제로 사용됩니다.
| IUPAC의 이름 | 클로로술폰산 |
| 분자식 | HSO₃Cl |
| CAS 번호 | 7790-94-5 |
| 동의어 | 황산클로로히드린, 클로로황산, 클로로술폰산 |
| 인치 | InChI=1S/ClH2O3S/c1-5(2,3)4/h(H,2,3,4) |
클로로술폰산의 성질
클로로술폰산식
클로로술폰산의 공식은 HSO₃Cl입니다. 수소 원자 1개, 황 원자 1개, 산소 원자 3개, 염소 원자 1개로 구성됩니다.
클로로술폰산 몰 질량
염화황산의 몰 질량은 구성 원자의 원자 질량을 더하여 계산됩니다. HSO₃Cl의 몰 질량은 몰당 약 116.5g입니다.
클로로술폰산의 끓는점
염화황산의 끓는점은 상대적으로 높습니다. 섭씨 151도(화씨 304도) 정도입니다. 이 온도에서 염화황산은 액체상에서 기체상으로 변합니다.
클로로술폰산 융점
클로로황산의 녹는점은 약 섭씨 -82도(화씨 -116도)입니다. 이는 염화황산의 고체 형태가 액체로 변하는 온도입니다.
클로로설폰산 g/mL의 밀도
클로로황산의 밀도는 실온에서 밀리리터당 약 1.75그램(g/mL)입니다. 이는 주어진 양의 염화황산이 같은 양의 물에 비해 상대적으로 무겁다는 것을 의미합니다.
클로로술폰산 분자량
염화황산의 분자량은 화학식에 있는 모든 원자의 원자량을 더하여 계산됩니다. 클로로황산의 분자량은 몰당 약 116.5g입니다.
클로로술폰산의 구조
염화황산의 구조는 3개의 산소 원자와 1개의 염소 원자가 결합된 1개의 황 원자로 구성됩니다. 수소 원자는 산소 원자 중 하나에 부착됩니다. 이 구조는 염화황산에 독특한 특성과 반응성을 부여합니다.
클로로술폰산의 용해도
클로로황산은 물에 매우 잘 녹습니다. 물에 쉽게 용해되어 강산성 용액을 형성합니다. 염화황산의 용해도는 극성 특성과 물 분자와의 수소 결합 형성으로 인해 발생합니다.
| 모습 | 무색~황색의 액체 |
| 비중 | 1.75(20°C에서) |
| 색상 | 무색~황색 |
| 냄새가 나다 | 강하고 자극적인 냄새 |
| 몰 질량 | 116.5g/몰 |
| 밀도 | 1.75g/mL(20°C에서) |
| 융합점 | -82°C(-116°F) |
| 비점 | 151°C(304°F) |
| 플래시 도트 | 사용 불가 |
| 물에 대한 용해도 | 혼용 가능 |
| 용해도 | 클로로포름, 디클로로메탄, 니트로벤젠과 같은 유기용매에 용해됩니다. |
| 증기압 | 사용 불가 |
| 증기 밀도 | 사용 불가 |
| pKa | -2.6 |
| pH | 매우 산성임(pH < 1) |
참고: 이 표에 제공된 값은 염화황산과 관련된 일반적인 특성이라는 점을 명심하세요. 실제 값은 화합물의 특정 조건 및 순도에 따라 약간 다를 수 있습니다.
클로로술폰산의 안전성과 위험성
클로로황산은 심각한 안전 위험을 초래하므로 극도의 주의를 기울여 취급해야 합니다. 부식성이 매우 높으며 피부, 눈, 호흡기에 접촉하면 심한 화상을 입을 수 있습니다. 흡입하거나 섭취하면 호흡곤란, 내부 장기 손상 등 심각한 건강상의 위험을 초래할 수 있습니다. 물과 격렬하게 반응하여 유독가스를 방출하고 열을 발생시킵니다. 유기 물질과 접촉하면 화재 및 폭발 위험이 있습니다. 염화황산으로 작업할 때는 장갑, 고글, 호흡기와 같은 적절한 개인 보호 장비를 사용해야 합니다. 이 위험 물질을 취급할 때 노출을 최소화하고 안전을 보장하려면 적절한 환기 및 봉쇄 조치가 중요합니다.
| 위험 기호 | 부식성(C), 유해성(Xn) |
| 보안 설명 | – 취급에 각별히 주의하십시오\n- 적절한 보호 장비를 사용하십시오\n- 피부, 눈 및 흡입과의 접촉을 피하십시오\n- 통풍이 잘 되는 곳에 보관하십시오\n- 물이나 반응성 물질과 혼합하지 마십시오 |
| UN 식별 번호 | 유엔 1751 |
| HS 코드 | 28121100 |
| 위험등급 | 클래스 8 – 부식성 물질 |
| 포장그룹 | 포장 그룹 II |
| 독성 | 매우 독성이 있음; 심한 화상과 호흡기 손상을 일으킴 |
클로로술폰산의 합성 방법
염화황산을 합성하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 일반적인 방법은 삼산화황(SO₃)과 염화수소(HCl) 사이의 반응을 포함합니다. 이 과정에서 HCl 용액에 SO₃ 가스가 버블링되어 염화황산이 생성됩니다. 반응의 발열성이 높기 때문에 온도와 반응 조건을 주의 깊게 제어해야 합니다.
또 다른 방법으로는 염소가스(Cl2)와 황산(H2SO₄)이 반응하여 염화황산이 생성되는 방법이다. 진한 황산에 염소 가스를 통과시키면 염화황산이 형성됩니다. 안전을 보장하려면 이러한 발열 반응에 대해 적절한 조치를 취해야 합니다.
또한, 염화황산의 제조에는 황산과 염화황(SO2Cl2)의 반응이 포함됩니다. 염화황은 황산과 반응하여 염화황산과 염화수소 가스를 생성합니다.
염화황산의 합성은 적절한 안전 프로토콜에 따라 잘 갖춰진 실험실에서 수행되어야 한다는 점에 유의해야 합니다. 화학자는 안전을 보장하기 위해 장갑, 고글, 후드와 같은 보호 장비를 사용해야 합니다.
이러한 합성 방법을 통해 화학자는 유기 합성, 술폰화 반응, 염료 및 세제 생산을 비롯한 다양한 산업 응용 분야에 사용되는 다용도 화합물인 염화황산을 생산할 수 있습니다.
클로로술폰산의 용도
클로로황산은 다양한 특성으로 인해 다양한 산업 분야에서 폭넓게 응용됩니다. 그 용도 중 일부는 다음과 같습니다.
- 클로로황산은 에스테르화, 술폰화, 할로겐화 등 다양한 유기 합성 반응에 적극적으로 참여하여 강력한 시약 역할을 합니다. 기능성 그룹을 효율적으로 도입하고 분자 구조를 수정합니다.
- 염료 제조에서 클로로황산은 방향족 화합물을 적극적으로 술폰화하여 술폰산 그룹을 생성하기 때문에 중요한 역할을 합니다. 이들 그룹은 염료의 용해도를 향상시키고 색상 특성을 향상시킵니다.
- 세제 생산에서 클로로황산은 세제 화합물 합성 중에 설폰화제로 적극적으로 기능합니다. 계면활성제 형성에 적극적으로 기여하여 세척 및 거품 특성을 향상시킵니다.
- 제약 산업에서는 연구 및 제조의 활성 성분으로 염화황산을 널리 사용합니다. 이는 술폰아미드 그룹을 약물 분자에 적극적으로 도입하여 약리학적 특성에 중요한 영향을 미칩니다.
- 중합 반응에서는 특수 고분자 합성을 위한 촉매 또는 개시제로 염화황산을 적극적으로 사용합니다. 이러한 폴리머는 코팅, 접착제, 전기 절연 등 다양한 산업 분야에서 활발히 응용되고 있습니다.
- 이는 설폰산, 황산 에스테르, 클로로설폰산염을 포함한 다양한 화학물질 생산에서 중요한 중간체 역할을 합니다. 이러한 화합물은 제약, 농약, 폴리머 제조 등 다양한 산업 분야에서 응용됩니다.
- 연구실에서는 에스테르화, 아실화, 탈수반응 등 다양한 화학반응의 시약으로 클로로황산을 연구자들이 적극적으로 활용하고 있습니다.
부식성 및 잠재적인 건강 위험으로 인해 염화황산을 주의해서 취급하는 것이 중요합니다.
질문:
Q: 아세트아닐리드와 클로로술폰산에서 아세트아미도벤젠술포닐 염화물을 어떻게 생성합니까?
A: 아세트아미도벤젠설포닐 클로라이드는 아세트아닐리드를 클로로황산으로 처리하여 아미노 그룹이 설포닐 클로라이드 그룹으로 치환되어 형성됩니다.
Q: 클로로설폰산을 사용하는 방법은 무엇입니까?
A: 클로로황산은 설폰화, 에스테르화, 아실화 등 다양한 화학 반응에서 작용기를 도입하거나 분자 구조를 변형시키는 시약으로 사용됩니다.
Q: 클로로술폰산은 좋은 이탈기인가요?
A: 예, 클로로황산은 설폰산 그룹의 안정성과 치환 반응을 겪는 능력으로 인해 좋은 이탈 그룹입니다.
Q: 클로로설폰산을 제거하는 방법은 무엇입니까?
A: 클로로황산은 탄산나트륨과 같은 염기로 중화한 후 물로 희석하고 현지 규정에 따라 조심스럽게 폐기해야 합니다.
Q: 클로로술폰산이 물과 접촉하면 어떻게 되나요?
A: 염화황산이 물과 접촉하면 격렬하게 반응하여 열과 이산화황, 염화수소 등의 독성 가스를 방출합니다.
Q: 클로로술폰산을 다른 시약으로 대체하여 라우릴황산나트륨을 제조할 수 있나요?
A: 네, 라우릴알코올과의 반응에서 클로로황산을 황산으로 대체한 후 수산화나트륨으로 중화하면 라우릴황산나트륨을 합성할 수 있습니다.
Q: 클로로술폰산의 밀도는 얼마입니까?
A: 염화황산의 밀도는 실온에서 약 1.75g/mL입니다.
Q: 아세트아미도벤젠설포닐 클로라이드 1몰을 생산하려면 몇 몰의 클로로설폰산이 필요합니까?
A: 아세트아닐리드 1몰과 염화황산 1몰을 반응시키면 아세트아미도벤젠술포닐클로라이드 1몰을 얻을 수 있습니다.
Q: 클로로설폰산을 산화제와 함께 보관할 수 있나요?
A: 아니요. 염화황산은 산화 물질과 접촉할 경우 격렬하게 반응하거나 화재 위험을 증가시킬 수 있으므로 산화제와 별도로 보관해야 합니다.