염화 수은(I)

염화 수은(I)(Mercury(I) chloride)은 화학식 Hg2Cl2를 갖는 화합물이다. 칼로멜(희귀한 광물) 또는 아염화 수은이라고도 알려진 이 밀도가 높고 흰색 또는 황백색의 무취 고체는 수은](I) 화합물의 주요 예시이다. 이것은 전기화학에서 기준 전극의 구성 요소이다.

전근대시기 경분(輕粉), 감홍(甘汞) 등으로 불리며 매독, 변비 등의 치료제로 썼으나 수은중독의 위험때문에 더 이상 약제로 쓰이지는 않는다.경분, 한국민족문화대백과사전감홍, 과학백과사전

 역사 
칼로멜이라는 이름은 그리스어 καλός "아름다운"과 μέλας "검은색"에서 유래했거나, 달콤한 맛 때문에 καλός와 μέλι "꿀"에서 유래한 것으로 생각된다. "검은색"이라는 이름(흰색 화합물치고는 다소 의외)은 아마도 미세하게 분산된 금속 수은이 형성되어 극적인 검은색을 띠는 암모니아와의 특성적인 불균등화 반응 때문일 것이다. 또한 광물 호른 퀵실버(horn quicksilver) 또는 호른 수은(horn mercury)이라고도 불린다.

칼로멜은 섭취하여 완하제로 사용되었고, 예를 들어 1801년 조지 3세를 치료하는 데 사용되었으며, 살균제로 사용되었고, 20세기 초까지 매독 치료에도 사용되었다. 비교적 최근까지 원예 살균제로도 사용되었는데, 특히 배추과 작물 사이에서 뿌리혹병 발생을 막기 위한 뿌리 침지제로 가장 두드러졌다.Buczacki, S., Pests, Diseases and Disorders of Garden Plants, Collins, 1998, pp 449-50. 

수은은 "영웅적 의학" 시대에 다양한 신체적, 정신적 질병에 대한 인기 있는 치료제가 되었다. 18세기 내내 그리고 혁명 기간 동안 미국의 의사들은 환자들을 구토하게 하고 몸에서 "불순물"을 배출시키기 위해 수은을 처방했다. 벤저민 러시는 의학에서 수은의 잘 알려진 지지자였으며 1793년 필라델피아에서 황열이 발생했을 때 칼로멜을 사용하여 환자들을 치료했다. 칼로멜은 환자들에게 침을 흘리기 시작할 때까지 설사제 또는 하제로 투여되었고 종종 환자들에게 너무 많은 양이 투여되어 머리카락과 치아가 빠지기도 했다.

황열병 또한 칼로멜로 치료되었다. pp. 82-83.

루이스와 클라크는 탐험에 칼로멜을 가져갔다. 연구자들은 변소 구덩이 깊숙이 발견된 그 수은을 사용하여 그들의 각 위치와 야영지를 추적했다.

 성질 
수은은 12족 금속 중 M–M 결합을 매우 쉽게 형성하는 능력에서 독특하다. Hg2Cl2는 선형 분자이다. 광물 칼로멜은 공간군 I4/m 2/m 2/m의 정방정계로 결정화된다. 결정 구조의 단위 격자는 아래에 나와 있다.

 400px|칼로멜 단위 격자의 공-막대 모형150px|칼로멜에서 수은의 왜곡된 팔면체 배위 공-막대 모형 단위 격자Hg의 왜곡된 팔면체 배위

Hg–Hg 결합 길이는 253 pm(금속 내 Hg–Hg는 300 pm)이고 선형 Hg2Cl2 단위에서 Hg–Cl 결합 길이는 243 pm이다.Wells A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry 5th edition Oxford Science Publications  각 Hg 원자의 전체 배위는 팔면체인데, 가장 가까운 이웃 두 개 외에 321 pm에 네 개의 다른 Cl 원자가 있기 때문이다. 더 긴 수은 다중양이온이 존재한다.

 제조 및 반응 
아염화 수은은 원소 수은과 염화 수은(II)의 반응으로 형성된다.
Hg + HgCl2 → Hg2Cl2
다양한 염화물 공급원(NaCl 또는 HCl 포함)을 사용하여 수성 질산 수은(I)을 포함하는 복분해 반응을 통해 제조할 수 있다.
2 HCl + Hg2(NO3)2 →  Hg2Cl2 + 2 HNO3
암모니아는 Hg2Cl2가 불균등화되게 한다.
Hg2Cl2 + 2 NH3 → Hg + Hg(NH2)Cl + NH4Cl

 칼로멜 전극 

아염화 수은은 산화 및 환원 반응의 용이성을 활용하여 전기화학에 광범위하게 사용된다. 칼로멜 전극은 특히 오래된 출판물에서 기준 전극이다. 지난 50년 동안 이것은 은/염화 은(Ag/AgCl) 전극으로 대체되었다. 수은 전극은 수은의 위험한 특성 때문에 널리 폐기되었지만, 많은 화학자들은 적절하게 다루는 한 여전히 더 정확하고 위험하지 않다고 믿는다. 실험 전위의 차이는 문헌 값과 거의 다르지 않다. 다른 전극은 70~100밀리볼트까지 달라질 수 있다.

 광화학 
아염화 수은은 UV 광선에 노출되면 염화 수은(II)과 원소 수은으로 분해된다.
Hg2Cl2 → HgCl2 + Hg
Hg의 형성은 광량 측정 기술을 통해 광선 빔의 광자 수를 계산하는 데 사용될 수 있다.

 염화 수은(II) 및 옥살산 암모늄 존재 하의 광 반응을 이용하여 염화 수은(I), 염화 암모늄 및 이산화 탄소가 생성된다.
2 HgCl2 + (NH4)2C2O4  Hg2Cl2(s) + 2 [][Cl−] + 2 CO2

이 특별한 반응은 1880년 J. M. 에더(J. M. Eder)에 의해 발견되었으며(따라서 에더 반응이라는 이름이 붙음) 1929년 W. E. 로즈비어(W. E. Rosevaere)에 의해 재조사되었다.

 관련 수은(I) 화합물 
브로민화 수은(I), Hg2Br2는 연한 노란색이며, 아이오딘화 수은(I), Hg2I2는 녹색을 띤다. 둘 다 잘 녹지 않는다. 플루오린화 수은(I)은 강산이 없으면 불안정하다.

 안전 고려 사항 

아염화 수은은 독성이 있지만, 물에 대한 용해도가 낮기 때문에 일반적으로 염화 수은(II)보다 덜 위험하다. 이것은 1700년대 후반부터 1860년대까지 미국에서 이뇨제 및 하제(완하제)로 의학에 사용되었다. 칼로멜은 1954년까지 영국에서 치아 파우더의 일반적인 성분이었으며, 당시 사망률이 10명 중 1명이었던 핑크병 형태의 광범위한 수은 중독을 유발했다. 이러한 의학적 용도는 화합물의 독성이 발견되면서 나중에 중단되었다.

이것은 또한 비누 및 피부 미백 크림과 같은 화장품에도 사용되었지만, 이러한 제형은 현재 미국, 캐나다, 일본 및 유럽 연합을 포함한 많은 국가에서 제조 또는 수입이 불법이다. 이러한 제형 생산에 관련된 작업자들을 대상으로 한 연구에서 2,3-다이머캅토-1-프로페인술폰산 (DMPS)의 나트륨 염이 수은의 체내 부담을 낮추고 소변 수은 농도를 정상 수준으로 감소시키는 데 효과적이라는 사실이 밝혀졌다.

 각주 

 외부 링크 

 국제 화학 안전 카드 0984
 국가 오염 물질 목록 - 수은 및 화합물 팩트 시트
 NIOSH 화학 위험 포켓 가이드

분류:염화물
분류:이뇨제
분류:금속 할로젠화물
분류:완하제
분류:연금술 물질
분류:발광 광물
분류:수은(I) 화합물