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황산과 염산의 정체 - 산과 염기 목록

조회 : 16063 | 2009-09-14

잇단 화학약품 테러, 황산과 염산의 정체에 대하여!
2009년 6월, 이른 아침 출근을 하려고 집 앞 골목길을 나서던 20대 여성의 뒤를 따르던 낯선 남성이 갑자기 끈적끈적한 액체를 뿌리고 달아나는 사고가 발생했습니다. 그 순간 여성은 뜨겁고, 타는 듯 큰 고통을 느꼈고요. 여성에게 뿌려진 액체는 순도 98%의 황산이었습니다. 여성은 얼굴과 어깨, 가슴 그리고 팔과 허벅지까지 전체 피부의 20%가 새까맣게 타버리는 심한 화상을 입었습니다.

사고 이후 다섯 차례나 수술을 했고, 앞으로도 수많은 치료와 수술을 해야 한다고 해요. 그렇게 해도 녹아버린 귀와 일그러진 피부가 이전처럼 아름다웠던 모습으로 돌아가기는 어렵다고 하네요. 이런 화학물질 테러는 한 아름다운 여성의 미래까지 어둡게 만든 심각한 범죄행위입니다.

홍콩에서도 이과 비슷한 사건들이 연달아 일어났습니다. 얼마 전인 9월 6일에는 홍콩의 한 쇼핑몰에서 한 남성이 상인과 고객들에게 염산을 뿌려 11명이 화상을 입었다고 해요. 홍콩에서는 최근 이런 화학약품 테러가 빈번하게 일어나고 있습니다. 지난 6월에도 시내 중심가에서 행인들에게 화학약품이 담긴 병을 던져 24명이 화상을 입는 등 큰 부상을 당했었지요. 이렇게 홍콩에서는 최근 10개월 사이에 무려 4건이나 발생했답니다. 모두 황산처럼 강한 산성 물질인 염산으로 인한 테러였고요. 수많은 사람들이 그때 입은 후유증으로 고통을 받고 있고, 앞으로도 어쩌면 평생 그 고통을 지고 살아야 할지 모르는 일입니다.




* 알아보기
- 화학약품 테러에 쓰인 황산과 염산은 무엇인가?
- 강한 산성이란?
- 이런 화학약품에 화상을 입게 되는 이유는?
- 화학약품이 몸에 묻었을 때는 어떻게 대처해야 할까?




* 관련 단원
용액의 성질 (5학년 2학기 2단원)
용액의 반응 (5학년 2학기 5단원)
용해와 용액 (5학년 1학기 2단원)
용액의 진하기 (5학년 1학기 6단원)
우리 생활과 액체 (4학년 1학기 2단원)




화학약품 테러에 쓰인 염산과 황산은 무엇인가?
염산(Hydrochloric acid, HCl)는 염화수소(HCl) 기체를 물에 녹인 수용액이에요. 염화수소산이라고도 해요. 강산의 대표선수가 바로 이 염산입니다.

강력한 산이어서 대부분은 물에 많이 희석해서 ‘묽은 염산’의 형태로 이용됩니다. ‘부식성’이 있기 때문에 주의 깊게 다뤄야해요. 부식성이란, 화학에서는 금속물질이 화학적 작용에 의해 소모되는 것을 말하는데 쉽게 손상되고, 상처입고, 녹아 없어진다는 의미로 이해하면 되겠습니다.

염산은 염화비닐이나 PVC(염화 비닐들을 길게 연결시켜 만듦) 등의 유기화합물을 만드는 공정이나 가죽을 처리할 때 등에 많이 쓰이고 있답니다. 음식의 재료를 처리하는 공정에서도 많이 이용됩니다. 복숭아 통조림이나 귤 통조림을 만들 때 복숭아나 귤의 껍질을 벗질 때 염산을 물에 희석한 용액에 담가 둔다고도 알려졌지요. 가정에서는 변기 세척제나 하수구 막힘을 해결하는 데 염산을 쓰기도 합니다.

염산이 모두 해롭고 독하기만 한 것은 아니에요. 우리 몸 속 위산의 주성분이기도 하지요. 물론 위벽을 녹여버릴 정도로 강한 상태는 아니지만, 위 속으로 들어오는 음식물의 살균작용과 함께 분해를 도와 소화시키는데 도움을 주기도 하는 것이 바로 위 속 염산의 역할입니다.

[오른쪽 그림] 왼쪽 염산(HCl)은 수소원자(H)와 염소원자(Cl) 한 개씩이 만나 만든 물질이다.
오른쪽 황산(H2SO4)은 가운데 황산 한 개에 산소원자 4개와 수소원자 2개가 만나 만든 물질이다.
/ 황산 구조 이미지 : 위키디피아




염산은 화학 실험실을 하는 연구실에서 흔히 볼 수 있는 화학약품이다. 진한 염산이 들어있는 약품병은 실험실의 환풍 장치가 달린 곳에 별도로 보관한다. 그리고 대부분은 오른쪽처럼 물에 타서 묽게 한 묽은 염산의 형태로 이용된다.
/ 사진 : (cc) by williamnyk(왼쪽), 위키디피아(오른쪽)




황산(sulfuric acid, H2SO4)은 끈적끈적한 점성을 가진 액체입니다. 황산의 성질은 진하기, 즉 농도와 함유된 수분의 양(습도)에 따라 달라져요. 농도가 낮은 묽은 황산은 강산성을 띄지만 물을 빼앗아가는 탈수작용은 없어요. 하지만 농도가 높은 농황산이라고도 부르는 진한 황산은 오히려 산으로서의 성질이 약한 대신 물을 빨아들이는 흡습성은 강합니다. 그래서 진한 황산은 강한 탈수작용을 하지요.

황산은 가장 많이 제조되고, 널리 이용되는 화학약품 중 하나인데요, 의약품이나 비료, 폭약의 제조에 사용되고, 전지의 전해액으로 사용되기도 합니다. 또 광석을 처리하거나 폐수를 처리할 때, 석유를 정제할 때에도 황산이 이용됩니다.




강한 산성이란?
일반적으로 산성 물질을 물에 녹이면 수소 이온(H+)과 음이온으로 나뉘어 지는 물질을 말해요. 화학적으로는 수소이온을 내놓는 물질을 산이라고 정의하지요.

산성 물질은 신맛이 나고, 역겨운 냄새를 내는 것도 있어요. 강한 산은 우리 몸에 치명적인 상처를 남길 만큼 강합니다. 우리 몸을 녹인다고도 표현하고, 탄다고도 표현할 만큼이요.
산성인지 염기성인지를 측정하는 기준이 되는 pH라는 것이 있는데 pH가 숫자 7보다 적으면 산성물질인데, 숫자가 작아지면 작아질수록 더 강한 산성이라는 뜻이랍니다.
산성의 강하고 약한 정도는 물에 녹았을 때 수소이온을 많이 내어놓느냐 아니냐에 따라 다른데, 강한 산은 물에 녹아 거의 대부분이 H와 음이온으로 이온화되는 것을 말해요. 염산이나 황산처럼 수소이온을 특히 많이 내어 놓는 물질을 강산이라고 해요.

대표적인 강산은 6가지만 기억해두면 됩니다. 염산(HCl, hydrochloric acid), 황산(H2SO4, sulfuric acid), 질산(HNO3, nitric acid), 브롬화수소산(HBr, hydrobromic acid), 요오드화수소산(HI, hydroiodic acid), 과염소산(HClO4, perchloric acid) 등입니다.





반대로 염기는 수산화이온(OH-)를 내 놓는 물질을 말하고, 강한 염기는 수산화이온을 많이 내어 놓는 물질을 말합니다. 염기성 물질은 pH의 숫자가 7보다 점점 커질수록 더 강한 염기성 물질이라고 할 수 있지요. 대표적인 강염기는 수산화나트륨(NaOH, sodium hydroxide)가 있습니다. 수산화나트륨은 비누를 만들 때 들어가는 물질로 물에 녹여 쓰는데 수산화나트륨이 녹은 물을 손으로 만지면 미끈미끈 거리는 것을 볼 수 있습니다. 강염기도 강한 산성물질 만큼이나 조심해야 할 물질입니다. 강염기도 강산만큼이나 피부에 큰 손상을 줄 수 있기 때문입니다.

산성 물질은 수소이온을 내어 놓는 반면, 염기성물질은 수산화이온을 내놓는 성질이 있어 산과 염기가 만나면 수소이온을 자고 받는 중화반응을 일으킵니다. 이 중화반응에 대해서는 더 생각해보기에 여러 가지 예가 있으니 살펴보세요.




이런 화학약품에 화상을 입게 되는 이유는?
황산의 성질에서 잠깐 언급된 내용인데요, 황산은 습기를 빨아들이는 흡습성이 강하다고 했어요. 또 물과 만나면 열을 내는 성질도 있고요. 바로 황산이 피부에 닿으면 화상을 입게 되는 이유가 여기에 있는 것입니다. 물을 빨아들이는 탈수작용과 함께 순간적으로 강한 열을 내는 발열작용을 일으키기 때문이지요. 피부 속에서 수분을 빨아들이면서 또 뜨거운 열로 피부를 타게 만드는 거랍니다.
황산이나 염산, 질산 같은 강한 산성 물질은 피부에 닿으면 발열반응과 함께 세포의 탈수작용, 피부의 단백질을 변성시켜 버립니다. 이번 화학 약품 테러의 피해자들은 귀가 녹아내리고, 모양이 일그러지는 등 온 몸이 까맣게 타들어가는 화상을 입었었지요.

강한 산성 만큼이나 강한 염기로 인한 화상도 심각합니다. 오히려 강한 염기로 인한 화상은 더 심각할 지경인데요, 강염기는 피부 깊숙하게 침투해 조직손상을 일으키기도 합니다.
이런 화학약품들로 인한 화상을‘화학화상’이라고 분류합니다. 유독한 화학약품이 피부에 닿아 일으키는 화상이라는 의미고요.

황산에 화상을 입은 후 오랜 시간이 흘러 상처가 남았다. 적은 량의 황산으로도 심각한 흉을 남길 수 있다. / 사진 : (cc) by otisarchives4



화학약품이 몸에 묻었을 때는 어떻게 대처해야 할까?
화학 실험실에서 다루는 모든 약품들은 기본적으로 주의 깊게 다뤄야만 합니다. 또 피부에 닿은 물질이 어떤 물질인지를 알면 화학약품이 몸에 묻었을 때 응급처치하기가 한결 쉽겠지요.

몸에 강한 산이나 염기성 물질이 묻었을 때는 흐르는 물에 씻어내는 것이 가장 좋은 방법입니다. 화학약품이 남아있지 않도록 충분히 오랫동안 씻어내는 것이 중요합니다. 조금이라도 피부에 화학약품이 남아있다면 깊은 상처가 생길 지도 모르니까요.

눈에 들어갔을 때도 마찬가지로 씻어내야 하는데, 손가락으로 눈꺼풀을 벌려 씻어내는 것이 좋습니다. 샤워기처럼 강한 물줄기가 눈을 자극하면 안되니까 작은 주전자나 작은 약병 등에 물을 담아 조금씩 눈언저리에 부어 눈 꼬리쪽으로 물이 흘러나오도록 하는 것이 좋습니다. 이 물이 다른 눈으로 흘러들어가지 않도록 주의하면서요. 또 오염된 물이 아닌 깨끗한 물이어야 좋고, 약국에서 파는 생리식염수가 있다면 더더욱 좋습니다.





기억할 것은 화학약품에 의한 화상은 피부와 점막에 자극을 주는 것인데 그 물질의 진하기인 농도와 양 그리고 접촉하고 있는 시간과 온도 등에 따라 장해 정도가 달라질 수 있습니다. 화학 약품에 접촉한 즉시 씻어내고, 오랫동안 씻어내는 것이 중요합니다. 산은 5분 이상, 염기는 20분 이상 씻어주는 것이 좋습니다.

또 산은 염기로, 염기는 산으로 중화시키면 된다고 배워서 화학화상에 다른 성질의 화학약품으로 씻어내려는 시도는 매우 위험합니다. 꼭 산이나 염기로 인한 화학화상은 물로 씻어내야 한다는 것 기억해두면 좋겠습니다.

하지만, 물로 씻어내면 안 되는 화학약품들도 있습니다. 물과 격렬하게 반응하는 금속 성분이 포함된 물질인 경우가 그렇습니다. 물과 반응하면 이런 물질들은 열을 내놓기 때문에 화상을 유발할 수가 있거든요. 일단 이런 물질들은 대부분 가루로 된 물질이기 때문에 가루물질이 몸에 묻었을 때는 잘 털어낸 후 물로 씻는 것이 좋습니다.

어떤 물질인지 모를 때는 전문가의 도움을 받아야만 합니다. 119에 재빨리 신고하고, 응급의료전화인 1339로 전화해 도움을 받는 것이 좋겠습니다.




* 오늘의 중요 용어정리
[산]
물에 녹아 수소이온을 내놓는 물질을 말한다. 산은 물에 녹으면 수소이온과 음이온으로 이온화되는데 이때 내 놓는 수소이온의 양이 많을수록 강한 산이다.

[염기]
물에 녹아 수산화이온을 내놓는 물질을 말한다. 염기는 물에 녹으면 수산화이온과 양이온으로 이온화되는데 수산화이온을 많이 내 놓을수록 강한 염기로 분류된다.




* 더 찾아보아요.
☆ 책으로 찾아보아요.

- 화학이 화끈화끈(앗, 이렇게 재밌는 과학이 3) / 닉아놀드 지음, 이충호 옮김
: 산과 염기는 물론 화학을 재미있게 배울 수 있는 책입니다.

- 지선아 사랑해 (희망과 용기의 꽃 이지선 이야기) / 이지선 지음
: 화학 약품에 의한 테러는 아니지만 교통사고로 몸에 큰 화상자국을 얻게 된 한 여성의 이야기가 담겨져 있는 책입니다. 과학적인 내용은 아니지만 화상이라는 큰 상처가 인생에 얼마나 큰 고통을 남길 수 있는지, 한 삶을 어떻게 바꾸어버리는 지 한 번 고민해 봐도 좋을 것 같습니다. 이지선씨는 남겨진 화상 자국에 낙담하지 않고, 이를 극복하고 새 삶을 개척해 내는 희망과 용기의 상징이 되었답니다.

☆ 인터넷으로 찾아보아요.

- 응급의료정보서비스 전화 1339 (http://www.1339.or.kr/)
: 한밤중에 집에 갑자기 환자가 생겼거나 다쳐서 어느 병원으로 가야 할 지, 어떤 응급처치를 해야 할지 모를 때 도움을 받을 수 있는 응급의료정보서비스입니다. 홈페이지를 방문해 이곳에서 하는 일을 자세히 살펴두면 좋겠네요. 그리고 전화로 국번 없이 1339를 누르면 응급상황에 대처할 수 있는 방법도 친절하게 알려주는 곳이랍니다.





* 한걸음 더!
☆ 우리 주변에서 산성 물질과 염기성 물질을 찾아봅시다. 우리 생활에 많이 이용되는 물질들 중에서 찾을 수 있답니다.
[힌트]
산성 물질-과일 중 신맛을 내는 것, 부엌에서 신맛을 내는 요리 재료
염기성 물질 - 부엌과 욕실에서 사용하는 세제류(염기성 용액은 피부에 닿으면 미끈거리는 성질이 있다.)

☆ 생선회를 먹을 때처럼 산성 물질과 염기성 물질을 반응시켜 중화반응을 일어나게 하는 예가 우리 주변에는 많습니다. 다음에 제시된 중화반응의 예들을 잘 살펴보고 어떤 물질이 산성 물질이고, 어떤 물질이 염기성 물질인지 따져보세요.
- 생선회 + 레몬 : 비린내를 유발하는 물질과 레몬.
- 논밭에 뿌리는 석회 : 땅과 석회.
- 벌에 쏘였을 때 바르는 암모니아 수 : 벌의 침과 암모니아수.
- 위가 아프거나 신트림이 날 때 먹는 제산제 : 위 속의 상태와 제산제.




주제!
용해 ,용액 , ,염기
관련단원 보기
*초등5학년 1학기 용해와 용액
황산과 염산의 정체 - 산과 염기
*초6학년 2학기 산과 염기
산과 염기가 만나면 - 간장
*초6학년 2학기 산과 염기
황산과 염산의 정체 - 산과 염기
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