염화수소

염화수소의 화학구조

염화수소(hydrogen chloride, 화학식: HCl)는 상온, 상압에서 자극적인 냄새가 나는 무색의 유독 기체이다. 염화수소 수용액은 염산이며 가장 널리 이용되는 강한 산(酸) 중의 하나이다.

물리적 성질

수소원자와 염소원자의 공유결합

• 화학식: HCl
• 분자량: 36.46g/mol
• 녹는점: -114℃
• 끓는점: -84℃
• 비중: 1.268 (기체)
• 비열용량: 0.7981J/(g·K)
• 용해도: 720g/L (20℃)

염화수소는 염소 원자와 수소 원자가 공유 결합한 화합물이다. 염소 원자의 전기음성도는 수소보다 훨씬 크기에 염화수소 분자는 강한 극성을 띄게 된다. 염화수소는 물에 잘 용해되며 부피로 500배, 무게로는 100g(20°C)의 물에 72g 녹는다. 알코올·에테르·벤젠 등 유기용매에도 잘 녹는다. 염화수소는 산의 특성을 강하게 지니므로, 인체에 매우 유해하며 습한 환경에서는 습기에 염화수소가 녹아 염산이 생성될 수 있으므로 주의해야 한다.

제법

공업적으로는 염소와 수소를 반응시켜 만들며, 각종 탄화수소를 염소화할 때 부산물로도 얻고 있다. 실험실에서는 진한 황산에 진한 염산을 떨어뜨려 발생시키거나, 식염과 진한 황산을 반응시켜서 만든다.

만하임 공법: 염화나트륨과 진한 황산을 반응시켜서 만드는 방법이다.

2NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2HCl

직접 반응: 염화나트륨 수용액을 전기분해하여 수소와 염소를 생성한 다음 이를 직접 반응시켜서 염화수소를 생성하는 방법이다.

H₂ + Cl₂ = 2HCl

유기적 합성: 테플론, 프레온, PVC 등 염소가 들어있는 유기화합물을 이용해서 염산을 제조하는 방법이다.

고순도 HCl

삼성전자 반도체 라인

고순도 HCl은 반도체 웨이퍼를 세정하거나 웨이퍼를 깎는 식각 공정에서 식각액으로 사용되는 소재이다. 삼성전자가 한국 내 HCl 수요의 약 80%를 소비할 정도로 반도체 산업 사용량이 압도적이다. 그러나 고순도 HCl은 대부분 해외에 의존하며 일본 화학업체 토아고세이와 독일 산업 가스 전문업체 린데가 과점 공급했다.

국산화 필요성이 커지고 일본의 반도체·디스플레이 소재 수출 규제 이후 공급망 재편이 화두로 떠오르면서 삼성전자와 백광산업 협력이 빠르게 진행되여, 생산 준비까지 끝낸 상황이다.

용도

액상 염화수소 무수물은 염화비닐의 원료나 염산으로 사용된다.

참고자료

• 〈염화수소〉, 《두산백과》
• 〈염화수소〉, 《위키백과》
• 〈염산〉, 《나무위키》

같이 보기

• 염소
• 수소
• 염산

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