황화수소
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Hydrogen Sulfide 또는 Sulfane / H2S
1. 개요
황과 수소로 이루어진 화합물로, 수소 원자 2개와 황 원자 1개로 이루어져 있다. 녹는점은 섭씨 영하 82.9도, 끓는점은 영하 59.6도. 따라서 상온에서는 기체 상태로 존재한다.
2. 설명
황화수소를 이용한 실험 시 기체의 색상이 투명하기 때문에 취급에 주의를 요한다. 자체가 유독성이기도 하지만[1], 폭발사고의 위험도 있기 때문이다.[2] 대부분의 황 화합물이 그러하듯 강한 달걀 썩는 냄새가 나지만, 누출 발생원부터 멀리 있을 경우 후각으로 파악하기까지 시간이 걸리기 때문에 냄새를 맡았을 때에는 이미 누출이 심각할 가능성이 매우 높다.[3] 따라서 황화철이나 단백질 등과 같은 황 화합물을 다룰 때는 매우 조심하자. 연소하한계와 상한계차이가 고작 41.1(4.3 ~ 45.4)에 위험도 9라 그 불타기로 유명한 메탄 수치인 2보다도 더 높아서 화재 위험성도 있다.
자연에서는 화산 지대에서 주로 찾아볼 수 있다. 화산가스나 온천수에 포함되어 있으며, 광천수에 일부 녹아있는 경우도 있다. 이외에는 단백질[4]의 부패로 생기기도 한다.
원시 대기에는 산소가 없었기에 물(H2O) 대신 비슷한 구조의 황화수소가 중요한 역할을 했다고 한다.
오늄 이온화하면 설포늄이 된다.
3. 용도
황화수소의 주요 용도는 황화물의 합성이나, 황을 가진 유기물의 원료, 고압 윤활제의 원료, 분석화학에서의 시약 등에 유용하게 이용된다. 화학 공정에서 부산물로 생성돼서 만들어 지는 경우가 많은데, 이 경우엔 황이나 황산으로 전환시켜 처리한다.
3.1. 유기화학
메테인싸이올, 에테인싸이올, 싸이오글리콜산과 같은 유기황 화합물의 합성에 사용한다.
3.2. 분석화학
불소, 염소, 브로민, 요오드 등의 할로겐 원소와 반응하여 할로겐 산을 만들며 은, 납, 구리, 망간등과도 반응하여 금속 황화물을 만들기도 한다. 이를 이용하여 정성 분석과 정량 분석이 가능하다.
3.3. 생화학
금속 황화물에 사용된다. 알칼리 금속에 황화수소를 가하면 황화수소 알칼리 금속(Alkali hydrosulfide) 화합물이 생성되는데, 이는 생체고분자(Biopolymer)의 분해에 이용된다.
3.4. 방귀속 성분
방귀에서 악취를 내는 물질로 유명하다. 남녀노소 누구나 방귀를 뀌지만 그 냄새는 하늘과 땅만큼 차이나는데 그 이유가 바로 이 황화수소가 함유된 양에따라서 방귀의 냄새농도가 결정되기 때문이다. 보통 황화수소는 남자보다 여자가 많이 배출하며 남성보다 1번 뀔때마다 200%이상 황화수소를 배출한다고 한다. 심지어 1번씩 뀔 때 마다 '''쥐 25마리'''를 한꺼번에 죽일 만큼 독하며 평균적으로 하루에 방귀를 뀌는 횟수로 보아서 여성은 하루에 쥐 325마리를 죽일 만큼 황화수소를 배출한다. 이는 연구결과에서 사실로 나타났다.[5]
4. 사건사고
- 2014년 7월 17일에 폴란드의 작은 마을 카르조프카(Karczówka)의 한 잡역부가 트랙터에 달린 슬러리 탱크로 오물 정화조를 비우려다가 황화수소로 인해서 의식을 잃고 오물통에 빠졌다. 그를 구하려던 사람도 똑같이 의식을 잃고 오물통에 빠졌고, 그 다음 사람도 같은 방식으로 또 빠지고 해서 총 7명이 줄줄이 정신을 잃고 익사했고, 8번째 사람은 다행히 오물 지옥에서 구출되어 생존했다고 했다. 잡역부는 다윈상을 받았다.
- 2018년 11월 28일의 폐수처리장에서 황화수소가 유출되어 근로자가 의식불명 상태에 빠지는 사고가 발생했다.#
- 2019년 7월 29일의 광안리 해수욕장에 있는 공중화장실에서 황화수소가 유출되어[6] 화장실 내부에 있었던 여학생 백 모 양(당시 부산세무고등학교 3학년 재학중)이 의식불명에 빠진 후, 2달여 뒤인 9월 27일 사망하는 사건이 발생했다.#, #
- 2019년 9월 10일의 경북 영덕군 축산면의 수산물 가공업체 저장탱크에서 작업 중이던 외국인 노동자 4명이 황화수소와 암모니아에 질식해 사망한 사고가 발생했다. #
[1] 암모니아, 불화수소, 시안화수소와 같이 치명적인 유독가스에 속한다. 어떤 화학 관련 서적에서는 황화수소가 시안화수소보다도 독성이 더 강하다고...[2] 산화반응이 격렬히 일어나기 때문이다. 실제로 황화수소가 산화를 하면, 물과 이산화황이 되면서 푸른 불꽃을 내면서 빠르게 산화반응을 한다. (8H2S + 4O2 → 8H2O + S8, 엔탈피 변화량을 계산하면 216kJ/mol로 꽤 높은격차가 나온다.)[3] 아래의 사건사고를 보면 알겠지만, 갑자기 의식불명이 되는 경우가 많으며, 초기에 치료를 못 받으면 사망할 확률이 매우 높다.[4] 정확히는 메티오닌,시스테인 같은 황이 포함된 아미노산이 있는 단백질이다.[5] 자세한것은 방귀 문서 참고.[6] 허용수치(15ppm)의 66배 정도인 1천ppm(!)이 나왔다. 이 정도면 치사 수준이다.