■ Properties (물성)
Symbol |
H |
Atomic No. |
1 |
Atomic weight |
1.008 |
■ Properties (물성)
|
Melting Point |
-259.3℃ |
|
Boiling Point |
-252.78℃ |
|
Density |
0.08987 (g/l) (0℃,1atm) |
|
Thermal Conductivity |
0.1869W/(m.K)at 27℃ |
|
Heat of Fusion |
0.12kJ/mol |
|
Coefficient of Expansion |
0.00356K-1 |
|
Critical Temperature |
-239.9℃ |
|
Critical Pressure |
12.8atm |
|
Electronegativity |
2.1 Pauling's |
■ 수소란?
주기율표 중 제1주기·제1번 원소. 제1족 및 제17족에 속하는 원소와 유사한 점이 있어 이들 양쪽에 포함시키거나 또는 그 특이성을 중요시하여 어느 족에도 포함시키지 않고 독립적으로 취급하기도 한다. 동위원소로는 질량수 2 및 3인 것(중수소, 삼중수소라고 한다)이 있지만 다른 원소의 경우와는 달리 보통 수소원자(질량수 1인 것, 중수소에 대응시킬 때는 경수소라고 한다)의 2배·3배로 되기 때문에 질량의 차가 뚜렷하고, 따라서 성질의 차이가 크다. 이 사실로부터 보통 수소를 프로튬(protium, H), 중수소를 듀테륨(deuterium, D), 트리튬(tritium, T)으로 하여 구별한다.
<역사>
1766년 영국의 H.캐번디시에 의하여 처음으로 물질로서 확인되어 묽은 산과 금속과의 반응에서 생성된다는 사실이 밝혀졌다. 그러나 캐번디시는 그 당시까지 널리 알려져 있던 연소설(燃素說)을 믿고 연소하기 쉽고 가볍다는 사실로부터 연소라고 생각하였고, 나중에는 물과 연소와의 화합물이라고 생각하게 되었다. 이것을 올바르게 원소라고 인식한 것은 프랑스의 A.L.라부아지에이며, 그는 83년 작렬(灼熱)한 철관 속에 수증기를 통과시켜 물을 분해하고 수소를 얻는 데 성공하였다. 또한 수소를 연소시키면 물이 생기는 사실도 밝혔고, 이로부터 그리스어의 물을 뜻하는 히드로(hydro)와 생성한다는 뜻의 제나오(gennao)를 합쳐 hydroge이라 명명하였다. 영어 hydrogen은 여기에서 유래한다.
<존재>
지구상에 널리 분포한다. 특히 대기 상층부에는 대량으로 존재하지만, 하층 부분에는 극히 미량(0.00001 부피 % 정도)이 존재한다. 또한 유리상태로 화산의 분기(噴氣), 천연가스 등에서 산출되기도 하고, 셀룰로오스나 단백질이 세균의 작용으로 분해될 때에 소량이 발생하는 사실도 알려져 있다. 그밖에 화합물로 물 또는 많은 유기화합물을 이루어 널리 존재한다. 또한 지구 이외의 천체(天體), 특히 태양을 비롯한 많은 별에 수소가스 및 원자상태 수소의 존재가 인정된다.
<성질>
무색·무미·무취의 기체로 지구상에 존재하는 물질 중에서 가장 가볍다. 항상 수소분자 H2로 이루어진다. 임계온도(臨界溫度) －239.9 ℃, 임계압력 12.8 atm, 물에는 18 ℃에서 1부피에 0.0185 부피 녹는다. 상온에서는 오르토수소와 파라수소의 3:1 혼합물이다. 또한 상온에서는 반응성이 적지만, 온도가 높으면 많은 원소와 직접 반응한다. 산소와의 2:1 혼합물은 500 ℃ 이상에서 격렬하게 반응하여 폭발하며, 산소수소 폭명기(爆鳴氣)라고 한다. 그 밖에 황과는 황화수소, 질소와는 암모니아, 염소와는 염화수소를 생성하며 많은 금속과도 직접 반응하여 수화물을 만든다. 금속염화물이나 산화물을 가열하면 환원되어 금속을 생성한다. 일반적으로 화합물 중에서의 원자가는 +1가 또는 -1가의 값을 가진다.
<분석법>
혼합가스 중의 수소는 보통 연소법(然燒法)으로 정량한다. 즉 이산화탄소·중탄화수소·산소·일산화탄소를 흡수시켜 제거한 후 과량의 공기 또는 산소를 혼합하여 연소시키거나(H2+1/2O2 → H2O), 또는 270∼280 ℃로 가열한 산화구리(II)에 의하여 연소시켜(H2 + CuO → Cu + H2O), 가스량의 감소로부터 수소의 양을 구한다. 앞의 경우에는 메탄이 공존하면 이것 역시 동시에 연소하기 때문에 연소 후의 가스 중에 생성한 이산화탄소를 흡수법으로 정량하고 다음 식에 의하여 계산한다.
［H2 량］=2/3［연소에 의한 가스의 감량］－2［생성된 CO2 량］
<제조법>
공업적으로는 보통 천연가스를 비롯한 탄화수소의 열분해에 의하여 제조되지만, 그 밖에 수성가스, 코크스로(爐)가스 등에서 분리시키거나, 물의 전기분해 등의 방법으로 제조되기도 한다. 실험실에서는 아연·철 등의 금속에 산(예, 묽은 황산)을 작용시키거나, 묽은 수산화나트륨 수용액 또는 묽은 황산을 전기분해하여 만든다. 시판되는 봄베에 들어 있는 수소는 상당히 순도가 높기 때문에 보통 목적에는 그대로 사용해도 무방하다. 정제할 때에는 400 ℃로 가열한 구리선 위를 통과시킨 후 오산화인으로 건조시킨다. 실험실에서 아연과 묽은 산의 반응으로 만든 것은 물 및 진한 황산의 세기병(洗氣甁)을 통과시키는 것만으로 충분하지만 정제할 때에는 먼저 황산 산성의 중크롬산칼륨 수용액 또는 알칼리성 과망간산칼륨 수용액을 넣는 세기병을 통과시키고, 다시 수산화나트륨용액이 든 세기병을 통과시킨 후 오산화인으로 건조시킨다.
<용도>
암모니아·염산·메탄올 등의 합성에 대량으로 사용되고, 그 밖에 기름을 경화시키기 위한 수소 첨가, 액체연료의 제조, 산소수소불꽃으로 금속의 절단과 용접, 백금·석영(石英) 등의 세공 등에도 널리 사용된다. 또한 액체수소는 끓는점이 아주 낮기 때문에 냉각제로 사용되기도 한다.
|
이 상품에 적용된 할인내역입니다
