건강- 염산

알고 나면 우리에게 친숙한 염산

가끔 뉴스에 강한 산성을 띤 염산으로 인한 사고 소식이 들립니다. 그래서인지 염산은 함부로 사용할 수 없는 위험한 물질이라는 이미지가 있는데요, 알고 보면 우리 삶 곳곳에서 요긴하게 쓰이고 있답니다. 

염산은 물에 염화수소를 녹이면 얻을 수 있는 물질입니다. 염화수소는 수소이온(H+)과 염화이온(Cl-)으로 이뤄져 있지요. 산성이란 물 속에 얼마나 많은 수소이온이 존재하느냐로 나타내어 집니다. 염화수소를 물에 녹이면 산성을 띠게 하는 수소이온의 농도가 높아지기 때문에 강한 산성을 띤 용액인 염산이 탄생하게 됩니다. 

 

염산은 기원전부터 화학자들의 관심을 독차지했던 물질입니다. 소금과 황산 반응에서 처음 발견되었던 염산은 각종 금속이나 물질들을 녹여 금을 만들겠다던 연금술사들에게 특히 많은 주목을 받았지요.

염산은 산업혁명 이후 공업용 수요가 늘면서 우리의 일상생활에 다양한 용도로 사용되기 시작했어요. 지금 염산은 가장 널리 쓰이는 무기화학물의 하나로 손꼽힙니다.

# 알고 보면 우리는 염산생산 강국

염산은 공장에서 염소와 수소로 합성한 염화수소를 물에 흡수시켜 얻어냅니다. 소금과 황산을 반응시켜 염산을 만들어내는 만하임(Manheim) 공정은 실험실 등에서 이용하는 제법입니다. 염소와 불소를 포함하고 있는 유기화합물을 이용하여 염산을 생산하는 유기적 합성 방법도 있답니다.

 

 

▲ 무수염산을 사용하는 한화케미칼 여수공장 VCM 공정

한화케미칼 CA 사업 부문에서는 우리에게 필요한 염산을 생산하고 있어요. CA는 Chlor-Alkali의 머리글자로, 염소(Chlorine)과 알칼리(Alkali)의 합성어입니다. 염소와 가성소다로 대표되는 무기화학제품을 부르는 말이지요.

한화케미칼에서 만들어낸 염소는 염산, Hypo, 가성소다로 변신합니다. 이중 자극적인 신 냄새를 풍기는 염산은 pH 1의 강한 산성을 띤 무색의 액체로, 상하수 처리나 각종 화학공정에 요긴하게 쓰이고 있습니다.

# 알고 써야 우리에게 안전한 염산

염산을 이용하려면 염산의 위험성에 대해 숙지하고 조심조심 다루어야 합니다.
 

염산은 무색의 자극성 액체입니다. 농도가 짙은 염산은 증기를 발생시키는데, 이 증기는 눈, 피부, 호흡기등을 손상시키며 과망간산칼륨 등을 만나면 유독한 염소기체를 발생시킵니다. 따라서 염산을 이용하기 위해서는 안전수칙을 잘 지켜 안전하게 사용해야 합니다.

# 알고 보면 우리의 필수품인 염산

각종 공업에 빠질 수 없는 물질인 염산은, 염화비닐, PVC 등 유기화합물을 만들 때 쓰입니다. 비타민 C나 폴리카보네이트, 약을 만들 때도 염산이 쓰이지요.

염산은 식품첨가물의 제조에도 쓰여요. 식품첨가물에는 식품 제조가공 과정 중에 쓰이는 염산 등의 산성물질 또는 알칼리 물들도 포함됩니다. 우리는 아미노산을 맛볼 때 감칠맛 난다고 느낍니다. 아미노산은 단백질을 효소를 통해 분해해서 얻을 수 있고, 또는 강산인 염산으로 단백질을 분해할 때도 얻을 수 있지요. 염산을 이용하여 아미노산을 얻어내는 방법을 단백가수분해물이라고 부릅니다. 효소를 이용할 때보다 공정이 간단하고 시간이 적게 걸리지요.

 

쇼핑할 때 언제나 가슴을 두근거리게 하는 멋진 가죽 가방과 가죽 구두!

염산은 가죽을 처리할 때도 쓰인답니다.구두, 가방 등 가죽 제품들은 매끈하게 다듬어진 상태로 아름답게 착색되어 광택이 나지요. 이렇게 가죽을 다듬으려면 다양한 전처리 과정이 필요한데, 그 과정에 염산이 쓰입니다. 먼저 가죽에 붙은 지방 등을 제거하고 알칼리 약품으로 털, 지방 등을 녹여냅니다. 그리고 가죽에 붙은 불필요한 단백질 성분을 말끔히 제거하고 가죽을 가공하기 쉽도록 부드럽게 만들기 위해서 염산이 사용됩니다.

 

상수, 폐수를 처리할 때 염소를 주입하면 염산과 하이포의 형태로 바뀌게 되어 살균 능력을 가지게 되거든요. 목욕탕, 부엌에서 수도 꼭지만 돌리면 콸콸 쏟아지는 맑은 물. 이 수돗물은 상수처리 과정에서 염소, 이산화염소, 오존 등의 살균제를 이용하여 살균처리 된 상태입니다. 

또한 화학공정의 부산물로 염기성의 폐수가 생겼을 때는 황산 또는 염산으로 알칼리성 물을 중화시켜서 방류합니다. 자연계에 강한 산성 또는 염기성의 물을 방류하면 생태계에 큰 위협이 되거든요. 그래서 산성도를 조절하여 방류를 합니다.
 

도시 광산! 도시에 광물질을 생산하는 광산이 있다면 믿으시겠어요? 이 도시 광산의 채굴꾼이 바로 염산입니다. 2G, 3G를 넘어 4G 등 빠르게 진화하는 휴대전화. 그리고 신제품이 나오면 밀려나는 전기제품들과 수명이 다한 전기기기들. 전기제품들에는 다양한 광물질이 사용되는데, 이 광물질을 재활용할 수 있다면 자연에서 채굴해 내는 비용을 아낄 뿐만 아니라 자원을 아끼는 데도 큰 도움이 될 겁니다.

전기기기 회로에 쓰인 금, 은, 구리 등의 금속을 회수하는 ‘도시 광산’의 공로자가 염산입니다. 장롱에서 잠자는 폐 휴대전화의 경우 액정과 플라스틱, 인쇄회로기판을 분리한 다음 귀금속을 녹이는 미생물이나 산성용액을 이용해 금속을 추출해 냅니다.

 

종이를 표백할 때도 염산이 사용되지요. 식물에서 섬유소 섬유만을 추출해 만든 펄프. 종이의 원료인 펄프를 화학처리 하는 과정에서 목재 성분 중 하나인 리그닌(lignin)이나 헤미셀룰로스(hemicellulose)는 화학약품과 반응해 색깔을 띠게 됩니다.

그래서 새하얀 종이를 얻기 위해 염산 등을 넣어 산화 반응을 일으켜 표백을 합니다. 표백과정에서 종이에 남은 산 성분은 나중에 종이를 부식시키기도 합니다. 그렇기에 오래 보존해야 할 종이의 경우에는 중성약품을 사용해야 하지요.

염산은 마약을 잡아내는 수사관 역할을 하기도 합니다. 독일 화학자 바움가트너 (Baumgartner) 는 모발에서 모르핀 성분을 추출했는데요, 그 후 과학수사에 있어 마약을 검출하는 방법으로 애용되는 것이 모발검사입니다.

마약을 복용하면 혈액 속 마약 성분이 사람의 모발의 세포로도 이동합니다. 모발의 오염물질을 제거한 다음, 염산 성분의 용액에 모발을 담그면 마약 성분이 녹아 나오게 됩니다. 소변 검사에서 잡아내지 못한 미량의 마약성분도 이 모발 검사를 통하면 백발백중으로 잡아 낼 수 있다고 합니다.

그 밖에도 금속을 녹일 수 있을 정도로 힘을 가지고 있기 때문에 금속 도금이나 산화철 등의 녹을 제거하는 데 쓰입니다.

# 알고 보니 우리 몸 속에도 염산이?

염산은 우리 몸에 없어서는 안될 물질입니다. 위에서 분비되는 위산의 대부분을 차지하는 물질이 염산이거든요.

 

위의 소화액이 pH 1~2 가량의 강한 산성을 띠는 염산으로 이뤄진 덕분에 우리는 맛있게 먹은 고기의 단백질을 소화시킬 수 있습니다. 위액의 단백질 소화효소인 펩신은 pH 1.5~2.5일 때 가장 활성화되기에 염산이 만든 pH 환경에서 소화 능력을 잘 발휘할 수 있습니다. 참, 우리의 위벽도 단백질로 되어 있지만, 알칼리성 점액막이 있기 때문에 강력한 염산 작용에도 녹아 내리지 않습니다.

위산은 산성을 띠기 때문에 외부에서 들어온 병원균을 죽이는 역할도 합니다. 그리고 긴 소화시간 동안 음식물이 상하는 것을 방지하기도 합니다.

 

어떠세요~ 염산의 다양한 용도에 놀라셨죠?

다루기 어렵지만 잘 길들이면 우리에게 많은 도움을 주는 동물처럼, 위험해 보이는 염산도 잘 다루어 사용하면 우리 삶에 정말 많은 도움을 주는 물질이랍니다.
 

* 참고문헌 : 한화케미칼 홈페이지 http://hcc.hanwha.co.kr/