기 술 자 료 집 ㈜ 두 성 테 크 과산화수소수( H2O2 )

요 약 순수한 것은 수렴성(收斂性)이 있는 기름 모양의 불안정한 무색액체이다. 녹는점 －0.89℃, 끓는점 151℃(100℃에서 분해한다), 비중 1.46이다. 1818년 프랑스의 화학자 L.J.테나르에 의해서 과산화바륨과 염소로부터 처음으로 만들어졌다. BaO2+2HCl=Ba(C1)2+H2O2 공업적으로는 황산수소암모늄의 수용액에 전기분해 촉진제를 첨가해서 전기분해하여 양극산화(陽極酸化)에 의해 과산화이황산암모늄 수용액을 만들고, 이것을 다시 황산을 첨가해 감압·증류하여 진한 용액을 만든다.

실험실에서는 저온에서 금속과산화물에 산을 조금씩 첨가하여 분해 시킨다. 물에 극히 잘 녹으며, 수용액은 2염기산으로서 약간 해리(解離) 하여 산성을 띤다. 진공 속에서 증류할 수 있으나, 불순물이 존재하면 폭발한다. 물에 극히 잘 녹으며, 수용액은 2염기산으로서 약간 해리(解離)하여 산성을 띤다. 진공 속에서 증류할수 있으나, 불순물 존재시 폭발한다. 과산화수소는 효소(酵素)인 카탈라아제 또는 과산화효소에 의해 분해 된다. 카탈라아제는 동식물계에 널리 분포하여, 대사(代謝) 과정에서 생기는 유해한 과산화수소를 분해하여 산소로 만들고, 그 산소를 다시 산화작용에 제공하는 역할을 한다.

보통의 시판품은 약전명(藥典名)을 옥시돌이라 하여 과산화수소 2.5∼3%를 함유한다. 강한 산화력을 가지며, 생성물이 무해하다는 점과 쉽게 분해하여 산소 를 발생하는 점에서 분석시약의 산화제, 견사(絹絲) ·양모 등의 표백제, 플라스틱 공업에서 비닐중합의 촉매제, 소독제 ·폭약, 제지펄프, 염색 가공업 등에서 사용된다. 90% 수용액은 로켓의 추진제, 잠수함 엔진의 작동용으로 쓰인다. 최근에 공업용으로는 30% 수용액이 사용되는데, 산화성이 격렬하고 피부가 심하게 상하므로, 장갑 ·보호안경 등을 착용하고 취급해야 한다.

♧ 물리적 특성 항 목 / 종 류 35% 공업용 50% 공업용 성 상 무색 투명한 액체 가 연 성 무 냄 새 약한 특유의 냄새 성 상 무색 투명한 액체 가 연 성 무 냄 새 약한 특유의 냄새 활성산소 w/t % 16.5 23.5 비 중(20℃, g/㎖) 1.133 1.196 Apparent pH 2.5 1.5 비 점 ( ℃ ) 108 114 빙 점 ( ℃ ) -33 -52 증기압mmHg(30 ℃) - 전압( H2O2 + H20 ) 23 18 분압(H2O2) 0.36 0.74 점도 20℃ 1.11 1.17

화 학 적 성 질 1) 분해성 과산화수소는 순수한 용액 그 자체는 거의 분해가 없고 안정하다. 1) 분해성 과산화수소는 순수한 용액 그 자체는 거의 분해가 없고 안정하다. 단, 중금속 및 일부 유기물과 접촉하거나 불순물이 혼입되면 분해가 촉진되어 다음 반응식과 같이 산소Gas가 발생하고 동시에 분해열이 생긴다. (20 ~ 100 ℃ 의 범위에서는 10℃ 증가에 따라 분해율은 2.2배 증가하며, 100 ℃ 의 경우 1024배 증가된다.)    H2O2 -> H2O + 1/2O2 + 23.45Kcal

H2O2 분해에 영향을 주는 요소는 온도 이외에도 다음과 같은 요소에 의해 영향을 받는다. - Cation의 촉매적인 흔적 - Fe, Cu, Ni, Cr, Pb, Mn등 1가 이상의 원소 - Active Surface : 특히 거친 표면 - Suspend Matter : Dust Particle - pH : Alkali에서 분해는 더 빠르다. - Radiation ⇒ 특히 짧은 파장의 광선 ( 300A 정도 )

2) 인화성 및 지연성 과산화수소 자체는 불연성이고 인화성도 없으며 농후한 것은 대단히 온화한 정도의 지연성을 나타낸다. 또한 가연성 물질과 접촉하게 되면 발화가 가능하고 일반적으로 모든 고형 가연성 물질의 연소를 촉진한다. 그러나 시판 공업용 제품은 극히 안정하여 지연성은 거의 없다.

3) 폭 발 성 통상의 판매 조건하에서는 폭발은 불가능하지만 오염된 과산화 3) 폭 발 성 통상의 판매 조건하에서는 폭발은 불가능하지만 오염된 과산화 수소는 탱크나 용기의 배기 능력을 초과 분해할 경우가 있다. 이 분해는 65% 이상의 과산화수소의 경우에는 자체 발생량이 주위로의 열손실을 초과하기 때문에 자연적으로 가속된다. 매 시간 저장 과산화수소의 온도가 1 ~ 2oC의 온도 상승을 보일 경우 분해로 인한 위험 신호로 간파할 수 있다. 그러나 실제 시판품의 취급시에 폭발이 일어난다는 것은 있을 수 없다.

♧ 포장 및 저장설비 재질 과산화수소는 취급시 부적당한 재료를 사용하면 부식이 일어날 뿐 아니라 불순물이 과산화수소를 분해시켜 유효 한 발생기 산소를 잃게 되므로, 농도에 따라 신중한 사용 재질의 선택이 요구되고 과수와 접촉하는 모든 장치는 사용 이전에 세제와 질산을 사용 철저히 표면 처리를 해야 한다.

포장 및 저장설비의 종류

▶알루미늄 (Al) 구 분 규 격 알루미늄은 강한 산화 피막을 형성하기 때문에 과산화수소의 제조, 저장, 운반, 사용에 적합한 재질이다. (단 과산화수소가 중성 이외, 예를 들면 알카리성 또는 산성의 경우는 재질이 부식된다.) 알루미늄 중 아래 규격은 순도 99.5% 이상의 동 함유량이 적은 아주 적합한 재질이다 구 분 규 격 미국 알루미늄 협회 1060, 1260, 5254, 5652 일본 JIS (H-4000) A-1080, A-1070, A-1050

♧ 스테인레스스틸(SUS) 과산화수소 취급시 알루미늄 사용 이 부적합한 부분에는 스테인레스 스틸사용이 가능하다. 일반적으로 과산화수소에 대한 내식성은 알루 미늄 보다 못하지만 강도에서 알 루미늄 사용이 곤란한 부분, 예를 들면 펌프 발브 등에는 스테인레 스 스틸을 사용하는 편이 좋은 경 우도 있다. 1) 과산화수소용 스테인레스 스틸 규격 규 격 ( J I S ) 규 격 성 분 ( % ) C Cr Ni Mo SUS 304 0.08 18~20 8~12 - SUS 304L 0.03 SUS 316 16~18 10~14 2~3 SUS 316L 2) 스테인레스 스틸 부식 시험 성적 항 목 / 농 도 H2O2 25% 110℃ 50% 100% 250℃ SUS 304, 304L - SUS 316, 316L 단, 0표는 부식율 (0.005mg/년)을 나타냄

▶ 유리 및 도자기류 ▶ 시 멘 트 일반적으로 경질유리(예 : Pyrex)와 같은 양질의 유리를 사용하면 유리성분 용출에 의한 과산화수소 분해는 일어나지 않는다. 도자기류는 좋은 재료이지만 유리와 같이 깨지기 쉽고 또 중량이 무거운 단점이 있다. ▶ 시 멘 트 과산화수소 5% 이상에는 일반적으로 사용할 수 없다. 단 특수 시멘트 즉 페놀시멘트 등은 경우에 따라서 사용 가능하다.