제2류 위험물 황화린, 적린, 유황 특징 알아보기

위험물 안전관리법에서 제2류 위험물은 가연성 고체로 정하고 있습니다. 위험물산업기사와 위험물 기능장 시험에서는 주로 제2류 위험물인 황화린, 적린, 그리고 제3류 위험물인 황린 이렇게 단골 문제로 출제되는데요.

 

 

황화린과 적린, 황린이라는 물질이 셋 다 인(P)이 포함된 물질이다 보니 헷갈릴 수 있습니다. 또한 황화린의 경우 삼황화린, 오황화린, 칠황화린으로 나뉘어 저런 조합으로만 문제가 출제되는 경우 상당히 어려워할 수 있기에 충분한 이해가 필요합니다.

 

 

따라서 황화린과 적린, 황린 이렇게 세 가지 물질을 구분하여 별도로 공부하는 게 시험 점수를 얻기에는 더 좋은 것 같습니다.

 

 

황화린, 적린, 유황의 경우 지정수량 100kg인 물질로 위험등급 II인 물질로 구분됩니다. 지정수량과 위험등급이 같기 때문에 세 가지 종류를 한 번에 짚고 넘어가는 것이 좋겠습니다.

 

 

일반적인 제2류 위험물 가연성 고체에 대한 특징은 아래 링크 참조 바랍니다.

위험물 안전관리법 제2류 위험물 가연성고체 특성, 색상, 표시사항

황화린의 종류

황화린이란 인 황화물로서 인과 황만을 함유하는 무기화합물입니다. 위험물 안전관리법에서는 가연성 고체로 정하고 있으며 황화린은 삼황화린, 오황화린, 칠황화린 이렇게 3가지 종류가 있습니다.

 

 

각 물질의 특징과 분자량, 물에 대한 용해성 등이 각자 출제되기도 하며 자주 출제되는 항목이기 때문에 황화린의 세 가지 종류를 각각 공부하는 것이 좋습니다.

 

 

황화린의 경우 눈에 들어가면 눈을 자극하고, 피부에 접촉하면 탈색을 일으키며 피부염을 발생시킵니다. 또한 가연성 고체이다 보니 약간의 열만 발생하더라도 쉽게 연소하기 때문에 주의해야 하며, 혹시라도 연소가 발생한 경우 인체에 유해한 가스가 다량으로 배출되기 때문에 취급 시 주의가 필요한 물질입니다.

 

 

삼황화린(P4S3)

삼황화린 황 분자가 3개가 결합된 물질입니다. 주로 성냥이나 유기 합성, 탈색 등의 용도로 사용되는 물질입니다. 황색의 결정으로 물, 염소, 황산, 염산에는 녹지 않는 성질을 가지고 있고, 질산이나 이황화탄소, 알칼리 등에 녹습니다.

 

 

시험에서는 주로 착화점이 100℃라는 단서와 물에 녹지 않는 불용성의 성질에 대해 나오며, 해당 물질의 지정수량을 묻거나 연소 반응식, 반응 후 나오는 물질에 대해 물어보는 등 다양한 출제 유형이 있습니다.

 

 

물질의 특성을 보면 비점이 약 407℃, 융점이 약 172.5℃, 착화점이 약 100℃입니다.

 

 

삼황화린은 오황화린, 칠황화린과 다르게 물에 녹지 않는 성질이 있으며 연소하는 경우 인체에 유해한 오산화린(P2O5)과 이산화황(SO2)을 생성합니다.

 

 

삼황화린의 연소반응식은 다음과 같습니다.

 

 

P4S3 + 8O2 → 2P2O5 + 3SO2

 

 

오황화린(P2S5)

오황화린은 주로 선광제, 윤활유 첨가제, 의약품, 농약 제조 등에 사용되는 물질입니다. 조해성이 있는 물질로 알코올이나 이황화탄소에 잘 녹고 물이나 알칼리와 반응하게 되는 경우 분해하며 황화수소(H2S)와 인산(H3PO4)을 생성합니다.

 

 

오황화린의 물과 반응식

P2S5 + 8H2O → 5H2S + 2H3PO4

 

 

특성을 보면 비점이 약 514℃, 융점이 약 290℃, 착화점이 약 142℃의 물질이며, 연소할 경우 삼화화린과 같이 인체에 유해한 가스가 발생되기 때문에 주의가 필요한 물질입니다.

 

 

오황화린의 연소반응

2P2S5 +15O2 → 2P2O5 + 10SO2

 

 

칠황화린(P4S7)

칠황화린은 유기 합성 등에 사용하는 물질입니다. 조해성이 있는 물질로 이황화탄소에 약간 녹는 성질을 가지고 있습니다. 냉수에는 잘 녹지 않지만 온수에는 급격히 반응하여 황화수소와 인산을 생성합니다.

 

 

비점이 약 523℃, 융점이 약310℃의 물질입니다.

적린(P4)

적린은 안정한 암적색의 분말입니다. 주로 성냥, 불꽃 놀이, 의약, 농약, 유기 합성 등에 사용되는 물질입니다. 황린을 약 260℃로 가열하면 생성되는 물질로 시험에서도 황린과 가열 온도를 제공하고, 적린을 유추하게 한 후 지정수량이나 연소 반응 또는 물질과의 반응식을 유도합니다.

 

 

황린과 적린의 경우 분자식이 둘 다 (P4)로 동일하기 때문에 구분하여 공부하는 게 좋습니다. 적린의 경우 브롬화인에 녹고 물, 이황화탄소, 에테르 등에는 녹지 않는 특징을 가집니다.

 

 

분자식이 동일한 황린보다 화학적인 활성이 적고 공기 중에 노출되어 있어도 안정적인 상태를 유지하며, 황린과 다르게 독성이 약하고 인광을 발생하지도 않는다고 합니다. 여기서 인광은 도깨비불이라고도 하는데요. 묘지 옆을 지나면서 종종 목격되는 도깨비불이 알고 보면 유골에 있는 인 성분에 의해 발생된 인광이라는 점이 참 신기합니다.

 

 

적린의 경우 연소할 경우 오산화인이 생성됩니다.

 

 

4P +5O2 → 2P2O5

 

 

적린이 강알칼리와 반응하면 유독성가스인 포스핀(PH3) 가스가 발생한다고 알려져 있습니다. 그런데 찾아보니 반응식을 찾는 게 쉽지 않네요.

 

 

그래서 한 번 반응식을 만들어 보았습니다. 반응이 이루어질지는 모르겠지만 대표적인 강알칼리인 염산과 반응하는 반응식을 만들어 보았습니다.

 

 

적린과 염산의 반응식

P4 + 12HCl → 4PH3 + 6Cl2

 

 

단순한 반응식을 만들어 보았는데 독성물질인 포스핀과 동시에 염소가스까지 생성되는 걸로 보면 반응 시 상당히 위험한 물질인 것 같습니다.

 

유황(S)

유황은 광석 채취 시 또는 석유 정제 시 얻을 수 있는 물질입니다. 제련소에서 고온으로 광석을 녹이는 과정에서 광석에 포함된 유황이 연소되며 이산화황(SO2)을 만들어 내는데요. 결과적으로 황산을 만들어 출하하게 되는데, 하나의 제련소에서 상당한 양의 황산을 제조하는 걸로 보면 광석에 포함된 유황의 양도 상당한 양이 아닌가 싶습니다.

 

 

유황은 순도가 60wt% 이상인 경우를 말하며, 화약, 이황화탄소 제조, 성냥, 농약, 살균, 표백제 등에 사용됩니다. 유황은 황화린처럼 단사황(S8), 사방황(S8), 고무상황(S8) 이렇게 세 가지로 나뉘게 됩니다. 세 종류 모두 8개의 분자로 구성된 동소체로, 바늘 모양인 단사황, 팔면체인 사방황, 무정형인 고무상황으로 나뉩니다.

 

 

유황은 물, 산에는 녹지 않는 성질을 가지고 있으며 이황화탄소에는 잘 녹는 성질을 가지고 있습니다. 단 고무상황은 이황화탄소에 녹지 않습니다.

 

 

공기 중에 연소하게 되면 아황산가스를 발생합니다.

 

 

S8 + 8O2 → 8SO2

 

 

유황의 경우 높은 온도에서 금속이나 할로겐 원소 같은 비금속 원소들과 반응을 하게 되며 황화합물을 생성합니다.

 

 

황과 수소의 반응

H2 + S → H2S

 

 

황과 탄소의 반응

C + 2S → CS2

 

 

황과 염소의 반응

Cl2 + 2S → S2Cl2

 

 

황과 철의 반응

Fe + S → FeS

 

 

황화린, 적린, 유황의 경우 시험에서도 자주 출제되는 사항이며 각각의 이름도 상당히 헷갈리기 때문에 분자식과 반응식, 그리고 물질의 명칭까지 확인이 필요합니다.

 

 

또한 시험에서는 물질의 특성을 가지고 답을 유추해내는, 약간 꼬아서 내는 경향이 있다 보니 물질의 특성까지 파악하고 정리하는 게 중요합니다.

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