염소(鹽素) 원소의 성질과 이용

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염소(鹽素 Chlorine, Cl) 원소의 성질과 이용

  

 

󰋯  원자번호：17

󰋯  족：17족(3주기)

󰋯  원자량：35.432

󰋯  밀도：기체(3.2 g/L) / 액체(1.5625 g·cm-3)

󰋯  각 전자궤도의 전자 수：2, 8, 7

󰋯  mp：-101.5℃ / 󰋯  bp：-34.04℃

 

염소의 성질

 

염소의 영어인 ‘chlorine’은 ‘황록색’을 뜻하는 그리스어이고, 우리말 염소(鹽素)는 ‘소금(鹽)의 성분(素)’이라는 의미를 가졌다. 염소는 황록색의 유독한 기체이며, 2원자 분자(Cl2)이다. 염소는 주변 물질로부터 전자 1개를 끌어들여 음이온 상태로 화합물을 잘 만드는(예：H++  Cl-) 강력한 산화제이다.

 

염소는 스웨덴의 화학자 실레(Carl Wilhelm Scheele 1742-1786)가 1774년에 처음 발견했으나, 당시 그는 이 기체가 산소 화합물이라고 생각니다, 그러나 영국의 화학자 데이비(Humphry Davy 1778-1829)가 1810년에 그것이 염소임을 확인했다.

 

자연계에 존재하는 대부분의 염소는 바닷물 또는 소금 광산의 암염(巖鹽) 속에 소금(NaCl) 상태로 존재한다. 화학반응성이 강한 염소는 화학공업에서 가장 많이 이용되는 10여 가지 원소 중의 하나이다.

 

 

염소의 다양한 이용도

 

​염소는 소량만 호흡해도 폐를 크게 손상시키기 때문에 제1차 세계대전 때는 독가스로 이용되었다. 오늘날에는 염소의 살균작용을 이용하여 수영장의 물이나 수돗물을 소독할 때 인체에 해가 없을 정도의 양을 넣고 있다. 이 작업을 ‘염소처리’(chlorination)라 한다. 금방 쏟아져 나온 수돗물에서 나는 냄새가 바로 염소이다.

 

염소는 물에 잘 녹지 않으며 탈색작용이 강하다. 수소와 염소의 화합물인 염화수소(HCl)는 물에 잘 녹지만 면(綿)이라든가 아마와 같은 섬유를 녹여버리기 때문에 표백제로 쓰기 어렵다. 그러나 하이포아염소산나트륨(NaOCl)을 희석한 용액은 OCl이 표백작용을 하므로 오래 전부터 이용하고 있다.

 

대량의 염소는 소금물을 전기분해하여 생산한다. 염소는 PVC(polyvinyl chloride) 제조에 많이 쓰이는 원료물질이다. PVC는 산화되거나 부식되지 않기 때문에 수도관으로 흔히 사용되고 있으며, 투명한 PVC는 유리병을 대신하여 음료수병으로 이용하고 있다.

 

대표적인 염소 화합물

 

* 염소의 대표적인 화합물은 염화수소(HCl)이다. 이것은 코를 찌르는 냄새를 가진 무색의 기체이다.

 

염화수소는 물에 잘 녹으며, ‘염산’은 염화수소를 물에 녹인 것이다. 염산은 쇠의 녹을 세척하는 작용을 하므로 쇠 표면에 아연을 도금할 때 이용한다. 염산은 염료, 약품, 사진공업 등 여러 화학공업에 대량 이용된다. 소화기관인 위에서 분비되는 염산은 단백질 소화 효소를 활성화시키는 작용을 한다.

 

* 사염화탄소(CCl4)와 클로르포름(CHCl3)은 유지(油脂 grease)를 효과적으로 녹이므로 드라이클리닝 용제(溶劑)로 한때 이용되었으며, 클로르포름은 마취제로 이용되기도 했다. 그러나 이 두 화합물은 인체의 간과 신장 조직에 피해를 주기 때문에 지금은 사용 금지되었다.

 

* 염소는 DDT와 같은 살충제 제조에 대량 사용되었다. 그러나 DDT가 환경에 큰 피해를 준다는 것이 밝혀지자 사용이 금지되었다.

 

* 염화플루오르화탄소(CFCs)는 환경 피해를 주는 중요한 염소 화합물의 하나이다. 미국의 유명한 화학회사 듀폰사가 개발하여 ‘프레온’(freon)이라 부른 이 화합물은 액체 상태로 만들어 과거에 냉장고라든가 냉방기를 동작시키는 냉매(冷媒)로 편리하게 사용했다.

 

 

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