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17Cl 염소 鹽素 | Chlorine |
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| 분류 | 비금속 | 상태 | 기체 |
| 원자량 | 35.45 | 밀도 | 3.2 g/L |
| 녹는점 | -101.5 °C | 끓는점 | -34.04 °C |
| 용융열 | 6.406 kJ/mol | 증발열 | 20.41 kJ/mol |
| 원자가 | 7 | 이온화에너지 | 1251.2, 2298, 3822 kJ/mol |
| 전기음성도 | 3.16 | 전자친화도 | 349 kJ/mol |
| 발견 | C. W. Scheele (1774) | ||
| CAS 등록번호 | 7782-50-5 | ||
| 이전 원소 | 황(S) | 다음 원소 | 아르곤(Ar) |
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염소 기체.
고압 상태에서 액화된 염소.
1. 개요
그리스어에서 황록색을 뜻하는 단어 Chloros에서 따서 Chlorine(클로린)이라고 1810년 험프리 데이비(Humphry Davy, 1778 ~ 1829)가 명명했다. 보통 소금물이나 액체 소금을 전기 분해시켜서 얻는다. 자극적인 냄새가 나는 황록색 기체로, 산화제·표백제·소독제로 쓰며, 물감·의약품·폭발물·표백분 따위를 만드는 데 쓴다.우리 몸에 필수적인 원소 중 하나이기도 하다. 당장 위액의 주성분만 해도 염산이다. 이외에 시냅스상에서 억제성 신경전달물질인 GABA로 인해 유입되는 음이온의 역할을 한다. 즉, 신경을 자제시키는 역할. 대부분은 염화나트륨의 형태로 섭취하게 된다. 또한 타액의 주요 효소인 아밀레이스에도 함유되어 있다.
원소 기호는 Cl[1]로 HCl(염산), NaCl(소금), CaCl2(제설제) 등 일상에서 흔히 볼 수 있는 물질들의 구성 요소다. 간혹 CL이나 C I[2][3]로 오기되는 경우가 있다. 표준 원자 모형색은 ‘연두색(lime green)’.
2. 독성
할로겐족 원소가 다 그렇듯이, 염소도 독성이 강하다. 흡입한 염소 가스는 폐로 들어가 몸속의 물과 반응, 염산이 되고 이렇게 생긴 염산은 말 그대로 폐를 녹여서 무지막지한 고통과 호흡곤란을 일으킨다. 액체염소도 마찬가지로 독성이 있어서 피부에 닿으면 그 부분이 염증을 일으킨다.일상 생활에 자주 쓰이는 합성 플라스틱인 PVC의 C가 바로 염소인데, 화재가 발생하면 염소가 공기 중의 수소와 결합해 염산을 생성한다. 때문에 기도를 심하게 손상당할 수 있으므로 젖은 수건으로 호흡기를 보호해야한다.
이런 성질 때문에 독가스를 합성하는데 사용되기도 한다. 포스겐과 겨자 가스 문서 참조. 독가스가 처음으로 본격적으로 사용된 곳은 제1차 세계 대전 벨기에 전선이었는데, 이 때 바로 염소 가스가 사용되었다. 참호전 교착상황을 타개하기 위해 독일군이 먼저 뿌려댔고, 이에 뒤질세라 연합군도 같이 뿌려댔다. 당시 벨기에 전선의 야전병원에는 피를 토하는 기침과 함께 폐찌꺼기를 뱉어내는 중증 중독환자가 넘쳐났다고 한다. 전설같은 일화가 또 있는데 폴란드에 위치한 오소비에츠 요새 전투 당시 난관에 부딪힌 독일군들이 최후의 수단으로 요새 안에서 완강하게 저항하는 러시아군을 소탕하기 위해 염소 가스를 살포했지만, 오히려 염소 가스로 인해 화학 화상을 입은 러시아군들이 죽기 직전까지 살점을 흘리며 반격하였고, 그 좀비같은 모습에 경악한 독일군들이 후퇴하는 일도 있었다.
다른 독가스들에 비해 제조 공정이 아주 간단하고 원료인 소금의 입수가 너무나 쉬워서 보통 이과생이면 누구나 만들 수 있다. 가장 쉬운 방법은 단순히 Cl- 이온이 있는 수용액을 전기분해하는 것. 교과과정에서 전기 분해 실험으로 소금물을 전기분해하여 염소 기체를 생성하는 실험을 하기도 한다. 수십분이 지나면 노르스름한 기포가 올라오는 것을 볼 수 있다. 독성이 있는 만큼 오래 실험하는 것은 좋지 않다. 미량이라서 큰 문제는 안 되지만 머리가 아플 수도 있다. 다만, 염소의 반응성이 반응성이니만큼 탄소나 백금이 아닌 금속의 전극을 사용하면 상황에 따라 전극과 반응하여 염소산염이나 염소 화합물이 생기므로 노란 기포를 구경하지 못할 때도 꽤 있다.
염소계 표백제( 락스 등)와 산성 세제를 섞는 경우 염소 기체가 발생한다. 이로 인해 호흡기가 강한 자극을 받고, 세포가 파괴되어 질식사하는 사고도 자주 일어나니 주의하여야 한다. 락스를 쓸 때는 절대 다른 세제와 혼합하여 쓰지 않도록 주의하자.
3. 소독
독성도 강하지만, 이를 거꾸로 활용하여 인간의 생활에서 위생영위에 지대한 공헌을 한 원소이다. 당장 식수를 비롯한 용수(사용 가능한 물)에 거의 이 원소로 소독처리를 하는게 포함되는데다가 수인성 질병 차단에도 매우 큰 영향을 끼치기 때문. 또한 각종 세척 · 소독작업에도 동원되며 그 효과와 단가도 탁월해 대체제 찾기도 쉽지 않다.대한민국 수돗물의 경우 잔류 염소는 평시 0.2ppm이 기준치이며 수인성 전염병이 돌면 기준치를 0.4ppm으로 올린다. 둘 다 인체에 위험하지 않은 수준. 단, 이 수치가 정수시설에서 멀리 떨어진 수도관에서도 유지되어야 하기 때문에 실제 정수처리 시에는 더 많은 염소가 들어가게 된다. 그래서 염소 중간처리 미적용시 상수도시설과 가까운 곳의 수돗물에는 좀 더 많은 염소가 들어있을 수 있다. 수돗물 수원지인 팔당호와 멀리 떨어진 강원도 등지의 수돗물에서 염소냄새가 덜 나는 이유도 이것. 냄새가 찝찝하다면 끓여서 먹으면 된다.[4]
수영장이나 수돗물 소독 약품, 그리고 우리가 주로 락스(차아염소산나트륨)라 알고 있는 살균소독제의 재료로도 쓰인다. 우리가 흔히 수영장 냄새 혹은 락스 냄새라고 알고 있는 것이 바로 염소 때문이다.[5] 화장실 변기에 락스를 뿌릴때 나는 냄새의 원인도 비슷하다.
염소의 독성 때문에 오존 소독으로 바꾸자는 주장이 가끔 보인다. 하지만 수돗물에 있는 염소의 독성이 어느 정도 위험한지에 대한 연구 결과가 불확실하며, 결정적으로 오존 소독은 비싸다. 만일 오존 소독을 하면 수도료가 많이 오를 것이다. 그리고 오존 소독은 소독 후 물이 다시 오염되는 문제도 있기에 도입하기엔 문제가 있다(염소는 모든 수도관 내에 일정 농도 이상의 염소가 포함되도록 투입하기에 소독 효과가 계속 유지된다.) 어차피 오존 소독을 해도 일정량의 염소를 넣어야 한다는 이야기, 실제로 공주시 지역에서는 이렇게 하고 있다 #
하지만 염소로 소독한 수영장에 가보면 확실히 목이 칼칼한 것을 느낄 수 있다. 특히 두세시간씩 훈련을 해야하는 상황에선 최소 30분마다 나가서 숨을 쉬어주지 않으면 (천식이 있는 경우에는) 숨을 못 쉴 수도 있다. 이것은 당연한 것이 수돗물과 잔류염소를 비교해보면 수돗물은 수자원공사에 따르면 0.1mg/L를 투입하는데 수영장은 법에 따르면 0.4~1.0mg/L를 투입해야 한다. 수돗물의 4~10배 정도나 되는 데다 물의 양도 많아서 염소의 총량이 매우 많으니 목이 따갑거나 피부가 민감한 사람은 자극을 받기에 충분한 수치인 것이다. 염소 자체의 냄새는 심하지 않지만, 특유의 심한 수영장 냄새는 염소와 분비물의 질소가 반응하여 생긴 삼염화질소의 냄새이다. 즉, 수영장에 오줌을 싸면 오줌에 들어있는 요소 및 암모니아와 염소가 반응하여 삼염화질소가 만들어져서 우리가 흔히 알고 있는 수영장냄새가 난다. 물론 수영 도중 분비되어 삼염화질소를 합성하는 질소 화합물의 출처는 대부분 땀, 머리카락, 각질 등에서 비롯되므로, 꼭 누군가 수영장에 오줌을 싸야만 수영장 냄새가 심하게 나는 것은 아니니 안심하고 이용하자.
또한 냄새의 원인으로 고무 및 비닐호스에 들어있는 페놀이 염소와 반응하며 클로로페놀류의 강한 소독 냄새나 락스 냄새가 난다고 한다. 이 경우는 끓여도 냄새가 없어지지 않는다고 하니 무취식수 수도용 호스(무독성)을 사용하도록 하자.
4. 창작물에서
- 투하트 2의 사사모리 카린 루트에서 카린이 이런저런 액체를 장난으로 섞다가 염소 기체가 발생해서 죽을 뻔한 사건이 있다. 코우노 타카아키가 공부를 좀 한건지 바로 염소인 걸 알아채고 창문을 열고 밖으로 피한다.
- 스트라이크 더 블러드의 히로인 히메라기 유키나의 엉뚱한 쪽으로 상식은 떨어지는 모습 중의 하나로 세제를 보고 섞어서 독가스를 만드는 것이라고 했다.
- 회색도시에서 산성세제와 염기성세제를 혼합하고 나온 염소가스를 이용해 결정적 기회를 잡았다.
- 7인의 나나에서 10화에서 분리된 나나중에서 나나코가 단순한 나나여서 역할을 맡고 화장실 청소를 하다가 그만 표백제(염기성),에 주방,화장실 청소 세제(산성세제) 를 섞었는데 이걸로 인해서 화장실이 염소가스로 꽉 차게 되었다.
- 게임 산소 미포함에서는 등장 원소중 하나로 나온다. 세균을 소독할 수 있는 기능이 있다지만 다른 원소들에 비하면 크게 쓸모가 없어서 잉여한 취급을 받는다.
- 유해 물질에서 살아남기(책)에서 피피와 청소부 아주머니와 몇몇 사람들이 염소 가스로 고통받았다.
5. 여담
- 소금의 나트륨[6]이 혈압 상승의 원인이라고 하지만 염소도 혈압 상승의 원인이라는 견해도 있다. 염소를 지나치게 섭취하면 나트륨의 작용을 증가시켜 고혈압의 원인이 된다고 한다. #
-
구글에 "클로린"이라 치면 이 원소가 아닌
동명의 유기화합물이 뜬다.
- 2023년, 일본에서는 유명 온천의 물을 1년에 2번밖에 교체하지 않아 레지오넬라균이 기준치의 3700배가 검출된 사건이 있었는데, 이때 업체 측 변명은 "염소 냄새가 싫어서"였다... #
[1]
소문자 L
[2]
대문자 i
[3]
CI4라는 물질이 있기는 하지만 염소 원자 넷으로 이루어진 분자가 아니라
사아이오딘화 탄소다.
[4]
염소는 휘발성이 강하여 끓이면 증발된다.
[5]
하지만 수영장 물에 투입되는 염소 자체는 소량이라서 냄새가 심하지 않으며, 2015년 7월 미국 질병관리본부(CDC)의 발표에 따르면 심한 수영장 냄새는 염소에
땀과
오줌이 섞여서 나는 냄새(삼염화질소)라고 한다. 즉 염소 냄새가 많이 날수록 물에 오줌 등 불순물이 많이 섞여
수질이 나쁘다는 것이다.
참고.
[6]
NaCl. 염화 나트륨.