황화 수소

황화 수소(黃化水素, )는 황과 수소로 이루어진 화합물이다. 분자식은 H2S이다. 자연에서는 화산 가스나 광천수에도 포함되어 있고, 황을 포함한 단백질의 부패로도 발생한다.

성질

물리적 성질 
상온에서는 무색 기체로 존재한다. 특유의 달걀 썩는 냄새가 나며, 유독성이다. 녹는점은 -82.9°C, 끓는점은 -59.6°C이다. 임계 온도는 100.5°C, 임계 압력은 89atm이다. 물에 대한 용해도는 0°C에서 437ml/100ml, 40°C에서 186ml/100ml이다. 에탄올, 이황화 탄소 등에 녹는다. 비중은 공기가 1일 때 1.1895로 공기보다 무겁다.

분자는 이등변삼각형 모양을 하고 있으며, 수소 원자와 황 원자 간의 간격은 1.345Å이다. H-S-H 결합각은 92°이다.

화학적 성질 
공기 중에서는 청색 불꽃을 내며 타서 이산화 황이 된다. 400°C에서 분해되고 1700°C에서는 완전히 성분 원소로 분해된다. 수용액에서는 이양성자산으로 작용하고, 1차 이온화 상수는 0.9X10-7, 2차 이온화 상수는 0.12X10-4이다.

플루오린, 염소, 브로민, 아이오딘과 반응하여 각 원소에 해당하는 할로겐산을 만든다. 은, 납, 구리, 망가니즈와 같은 중금속과 반응하여 금속 황화물을 만든다. 이 성질은 분석 화학에서 이들 금속을 분리하는 목적으로도 사용된다.

제법 
황화 수소는 황화물을 가수분해 할 경우에 자주 발생한다. 실험적으로는 황화물에 산을 반응시켜 얻거나, 싸이오아세트아마이드(CH3CSNH2)를 가열하여 얻는다.

공업적으로는 주로 다음과 같은 세가지 방법을 사용한다.
 황화물을 산과 반응시킨다. 반응식의 예는 다음과 같다.
2 NaHS + H2SO4 → 2 H2S + Na2SO4
 황을 염기와 반응시킨다. 반응식의 예는 다음과 같다.
4 S + 2 NaOH + 2 H2O → 2 H2S + Na2S2O3
 황과 수소를 직접 반응시킨다. 반응식은 다음과 같다.
S + H2 → H2S

용도 
황화 수소는 주로 다음과 같은 용도로 사용된다.
 황화 나트륨이나 수황화 나트륨과 같은 황화물의 합성
 황을 가진 유기물의 원료
 고압 윤활제의 원료
 분석 화학에서의 시약

황화 수소는 많은 화학 공정에서 부산물로 생성되는데, 이 경우 황이나 황산으로 전환시키는 방법으로 처리한다.

안전성 
황화 수소는 독성을 가지고 있기 때문에 주의해서 다루어야 한다. 게다가 발화점이 260°C로 낮고, 발화 범위가 부피 백분율로 4.3~44%로 넓기 때문에 폭발에 주의해야 한다.

섭취 시 점막을 자극하여 타액분비과다와 함께 타는듯한 느낌을 일으킨다. 위장에 자극을 줄 수 있다.

황화 수소는 흡입 시 혈액의 효소와 반응하여 세포 호흡을 방해하고 그 결과 폐의 마비, 갑작스런 쓰러짐, 사망을 일으킬 수 있다. 저농도(15~50ppm)에서의 지속적인 노출은 점막에 자극을 주고, 두통, 어지러움, 구역질을 유발할 수 있다. 고농도(200~300ppm)에서는 질식을 일으켜 혼수상태를 일으키거나 의식을 잃게 할 수 있다. 700ppm 이상에서 30분 이상 노출되면 치명적일 수 있다.

피부와 접촉하면 피부를 자극할 수 있다.

저농도에서의 안구 노출은 결막에 자극을 준다. 저농도에서의 반복적인 노출은 결막염, 광선 공포증, 각막 수포, 눈물, 통증, 흐린 시야를 일으킬 수 있다.

각주

참고 문헌 
 Considine, G. D. et al., Van Nostrand's encyclopedia of chemistry, 5th edition, Hoboken: Wiley-Interscience, 2005.
 Oxtoby, D. W. et al., Principles of Modern Chemisty, 6th edition, Belmont: Thomson Brooks/Cole, 2007.
 化學大辭典編集委員會 편, 성용길, 김창홍 역, 《화학대사전》, 서울: 世和, 2001.
 제2판 실용무기화학, 원저 Geoff Rayner-Canham, 역자 김시중 외 6인, 자유아카데미, 2002년 9월 3일 발행.
 https://web.archive.org/web/20061020023052/http://www.vngas.com/pdf/g94.pdf

황 화합물
수소 화합물
산 (화학)
공해
대기 오염원
혈액 작용제
악취가 나는 화학 물질