화합물 사전 - 포스핀(Phosphine)
Teledyne hastings 사의 Mass Flow Meter / Controller 를 이용해 가스 유량을 측정할 수 있는
가스 화합물의 종류에 대해 알아보는 시간입니다.
이번 시간에는 화학식 PH3 인 포스핀에 대해 알아보도록 하겠습니다.
화합물 설명
포스핀은 상온에서 무색의 가연성과 폭발성, 독성을 지닌 기체상태를 유지하며,
마늘 냄새 또는 썩은 생선 냄새를 가진 인의 수소 화합물입니다.
공기 중에서 자발적으로 가연성을 가지는데, 밝은 빛을 내며 타오릅니다.
인의 수소화물이나, 유기 화합물도 포스핀이라 총칭하는데,
그 중 PH3 을 화학식으로 사용하는 인화수소가 가장 잘 알려져 있어
인화수소(PH3)를 주로 포스핀이라고 부르기도 합니다.
PH3 의 수소원자가 치환되는 수에 따라 1개부터 1차 포스핀, 2차 포스핀, 3차 포스핀 등으로 분류되는데,
1차 포스핀에는 메틸포스핀(Methylphosphine)과 프로필포스핀(Propylphosphine),
페닐포스핀(Phenylphosphine) 등이 있으며,
2차 포스핀에는 디메틸포스핀(Dimethylphosphine)과 같이 이름 앞에 'Di' 가 붙고,
3차 포스핀에는 트리메틸포스핀(Trimethylphosphine)과 같이 이름 앞에 'Tri' 가 붙습니다.
포스핀은 프랑스의 화학자 앙투안 라부아지에(Antoine-Laurent de Lavoisier)의 제자인
필린 젠젬브르(Philippe Gengembre)가 1783년에 칼륨 수용액 안에서 인을 가열해 처음 얻어냈습니다.
포스핀은 처음에 제작 과정에서 나타난 인(Phosphorus)원소와의 관련성 때문에
인의 기체 형태로 간주되었지만 1789년에 라부아지에가
그것을 인과 수소의 혼합물로 인식하고 수소의 인화물로 설명했습니다.
Phosphine 이라는 이름은 1857년에 처음 명명되었습니다.
포스핀은 다양한 방법으로 제조할 수 있는데, 1차, 2차, 3차 포스핀 제조방법이 모두 다르게 존재합니다.
1차 포스핀은 모노알킬아포스폰산을 가열해 생성할 수 있으며,
2차 포스핀은 요오드화포스포늄과 요오드화알킬을 산화아연과 같은 금속 산화물과 함께
붕관 속에서 150℃ 로 가열한 후, 이차 포스핀이 생성되면 분리해 얻을 수 있습니다.
3차 포스핀은 할로겐화알킬과 인화칼슘의 반응으로 생성할 수 있습니다.
포스핀은 유기 인 화합물의 중간체로 주로 소비되며 반도체 및 플라스틱 산업,
난연제 생산, 저장 곡물의 살충제 등으로 사용되고 있습니다.
포스핀 기체는 공기보다 밀도가 높기 때문에 유출될 경우 바닥에 가라앉게 되는데,
공기와 함께 폭발성 혼합물을 형성할 수 있으며, 자기 발화력을 가지고 있어 폭발의 위험성이 있습니다.
포스핀은 흡입하거나 피부를 통해 인체에 흡수될 수 있으며,
포스핀 액체는 극저온이기 때문에 피부와 접촉할 경우 동상을 유발할 수 있습니다.
포스핀 기체에 과다 노출되면 메스꺼움, 구토, 복통, 흉부 압박감 및 호흡 곤란으로 인한 실신,
폐부종 등의 증상이 나타날 수 있습니다.
포스핀 가스는 신경 가스와 같이 인체의 중추 신경계를 공격하는 독성을 가지고 있기 때문에
취급시 주의가 필요합니다.
영어 이름 : Phosphine
한글 이름 : 포스핀
화학식 : PH3
질량 : 33.99758 g/mol
밀도 : 1.4176 g/L (21℃, 760 Torr 기준)
녹는점 : -132.8℃
끓는점 : -87.7℃
Wetted Material
가스 화합물의 종류에 따라 Mass Flow Meter / Controller 의 가스 접촉부 재료가 달라져야 하기 때문에
유량 측정을 위한 MFC 를 선택하기 전, 항상 가스 혼합물에 대한 Wetted Material 을 참고해야 합니다.
매우 만족(Excellent)
없음
좋음(Good, Most Conditions)
없음
좋지 않음(Fair, Limited Life, Restricted Conditions)
없음
만족스럽지 않음(Unsatisfactory)
없음
사용 불가(Unserviceability)
316 Stainless, Steele, Aluminum, Brass, Constantan, Monel, Sn/Pb, Indium, ChemRaz(505),
Nickel, Nylon, Buna-N, Viton, Delrin, Kalrez, TFE, Zytel(Nyl6.6), Polyethylene, Neoprene
Teledyne Hastings 사의
Mass Flow Meter / Controller 는
다양한 종류의 가스 유량 측정이 가능하며,
각각의 가스에 맞는 Wetted Material 을 사용하여
높은 정확도의 유량 측정이 가능합니다.
가스 혼합물 및 사용 가능한 Wetted Material,
그리고 Mass Flow Meter / Controller 에 대한 문의는 아래의 링크를 참고하시기 바랍니다.
참고
위키피디아 : https://en.wikipedia.org/wiki/Phosphine
https://en.wikipedia.org/wiki/Antoine_Lavoisier
https://fr.wikipedia.org/wiki/Philippe_Gengembre
지식백과 : http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=610961&cid=42420&categoryId=42420
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=4352106&cid=59895&categoryId=59895
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=2318183&cid=42419&categoryId=42419
그 외 : https://www.youtube.com/watch?v=P3PpupxmhFs