일부 정수장 원수서 수질기준 초과
울산시 일부 정수장 원수에서 보론이 수질기준을 초과한 사례가 발생한 바 있다. 그러나, 갈수기 때 원수에서 보론이 초과되는 경우는 있으나, ‘원수’를 ‘정수’로 단순 오기한 것으로 울산시 해당 정수장은 밝힌 바 있다.
영국 H.데이비 전기분해 처음 추출
바닷물속 소량함유, 클라크수 41위
붕사 등 붕산염은 오래 전부터 알려졌는데, 1720년 붕사와 황산에서 붕산을 얻었고, ’07년 영국의 H.데이비가 붕산을 전기분해하여 홑원소물질로서 처음으로 추출하였다.
그는 처음에 붕산(boric acid)의 이름을 따서 ‘boracium’이라는 이름을 제안하였으나 그 성질이 탄소(carbon)와 비슷하여 ‘boron’이라 부르게 되었다.
금속 광택이 있는 단단한 흑색 고체로, 전기의 반도체이다. 굳기는 9.3으로 다이아몬드(금강석) 다음이며, 탄화붕소보다 단단하다. 화학적 성질은 규소와 비슷하여 활발한 편은 아니다. 진한 염산이나 플루오르화수소와는 가열해도 반응하지 않고, 뜨거운 진한 질산이나 황산과 작용하여 붕산이 된다.
플루오르와는 상온에서, 염소와는 41℃에서, 또 브롬과는 71℃에서 직접 반응하며, 요오드와는 반응하지 않는다. 산소 속에서는 700℃에서 빛을 발하면서 연소하고, 황과는 600℃에서 반응한다. 질소 또는 암모니아와 가열하면 질화붕소가 되고, 탄소·규소와는 고온에서 반응하여 붕소화물이 된다.
자연계에 홑원소물질로서는 존재하지 않으나, 붕산 또는 붕산염으로서 널리 분포한다. 붕산염 광물로는 붕사를 비롯하여 커나이트·코토아이트·수안석·자이벨리아이트 등이 있다. 또, 바닷물 속에도 소량이 함유되어 있다. 클라크수 0.001로 제41위다.
붕소와 그 화합물의 종류
붕산염(borates)
사붕산염 및 오붕산염이 가장 대표적
무색, 보통 결정수 갖고 물에 녹는다
붕소를 중심원자로 하는 산소산의 염으로, 메타붕산칼륨(KBO2), 메타붕산나트륨(NaBO2), 등의 메타붕산, 붕사와 같은 사붕산염(Na2B4O7·10H2O) 및 와 같은 오붕산염(KB5O8·4H2O)이 가장 잘 알려져 있다.
천연으로 존재하는 것은 대부분 함수염이다. 무수염은 붕산과 금속 산화물의 융해에 의해, 함수염은 수용액에서 얻을 수 있다. 알칼리금속의 붕산염은 무색이며, 보통 결정수(結晶水)를 가지고 물에 녹지만 수용액은 가수분해에 의하여 알칼리성을 띤다. 그 밖의 금속의 붕산염은 일반적으로 물에 잘 녹지 않는다.
붕산(boric acid)
산화붕소 H2O가 수화돼 생기는 산소산
보통 오르토붕산을 가르킬 때가 대부분
산화붕소 H2O가 수화(水和)되어 생기는 산소산이다. 오르토붕산·메타붕산·사붕산을 총칭하는 것으로 보통 붕산이라고 하면 오르토붕산을 가르킬 때가 대부분이다.
오르토붕산(H3BO3)
무색 투명·백색 광택의 인편상 결정
온도에 따라 물 용해도 차이 매우 커
무색 투명하거나 또는 백색 광택을 가진 인편상(鱗片狀)의 결정이다. 냄새는 없으며, 특유한 맛이 약간 난다. 녹는점 184~186℃, 비중 1.49. 100g의 물에 3.992g(20℃), 2.66g(10℃)이 녹는다.
수용액에 쿠르쿠마의 황색시험지를 적시면 갈색이 되고, 100℃에서 말리면 적색이 되므로, 이 반응은 붕산의 검출에 이용된다. 또한 알코올·글리세롤 등에도 녹으며, 알코올 용액에 점화하면 붕산과 알코올에 의하여 생긴 에스테르가 불꽃 속에서 분리하여 녹색불꽃을 만듦으로써 이 반응도 붕산의 검출에 이용되는 경우가 있다.
100℃로 가열하면 1분자를 잃고 메타붕산이 되고, 더 가열하면 140℃에서 사붕산으로, 적열(赤熱)에 의하여 산화붕소로 변한다. 천연산의 붕산염, 특히 붕사 Na2B4O7에 황산 H2SO4·등 무기산(無機酸)을 작용시키면 생기는데, 온도에 따라 물에 대한 용해도의 차가 매우 커 그 성질을 이용하여 정제·분리시킬 수 있다.
Na2B4O7 ＋ H2SO4 + 5H2O → Na2SO4 + 4H3BO3
붕규산유리, 도자기의 유약, 법랑(琺瑯) 등의 원료가 되며, 또 비타민 B2나 루틴 등의 주사제에 가하여 용해를 촉진시키기도 한다. 많이 마시면 위험하며, 치사량은 성인 약 20g, 어린이 약 5g이다.
메타붕산(HBO2)
물에는 천천히, 알칼리 수용액에 잘 녹아
수용액은 오르토붕산과 같은 성질 가져
세 가지 이성질체의 존재가 알려져 있다. 물에는 매우 서서히 녹으나, 알칼리 수용액에는 잘 녹는다. 수용액은 오르토붕산과 같은 성질을 가진다. 오르토붕산을 가열·탈수하면 생긴다.
사붕산(H2B4O7)
유리상 물질로 알칼리금속염은 안정
오르토붕산 40시간 가열하면 생긴다
피로붕산·테트라붕산 등이라고도 한다. 유리상 물질로서 알칼리금속염은 안정하다. 오르토붕산을 140℃에서 40시간 가열하면 생긴다.
☞ 다음호에 계속
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