화합물 사전 - 삼플루오르화염소(Chlorine trifluoride)

Teledyne hastings 사의 Mass Flow Meter / Controller 를 이용해 가스 유량을 측정할 수 있는

 

가스 화합물의 종류에 대해 알아보는 시간입니다.

 

 

이번 시간에는 원소기호  ClF3인 삼플루오르화염소에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

 

 

화합물 설명

 

 

삼플루오르화염소는 상온에서 무색의 기체 또는 초록색의 액체 상태를 지니는 화합물입니다.

 

끓는점이 11.75℃ 이기 때문에 약 12℃를 기준으로 액체와 기체로 변환됩니다.

 

 

삼플루오르화염소는 1930년대에 독일의 화학자인

 

오토 러프(Otto Ruff)와 크러그(H. Krug)에 의해 발견되었습니다.

 

플루오린(Fluorine)은 모든 원소 중에서 가장 반응성이 좋은 산화제로 알려져 있었지만

 

그들은 반응성이 높으면서도 다루기 쉬운 물질을 찾기위해 노력한 결과 플루오린(Fluorine)보다

 

더 반응도가 높으면서도 액체 상태인 삼플루오르화염소를 분리할 수 있었습니다.

 

 

삼플루오르화염소는 매우 강한 산화 및 불소화 물질로,

 

물, 유리, 벽돌, 콘크리트, 석면 등과 같은 극도로 일반적인 물질과도 반응할 수 있으며

 

실제로 발화원(Ignition Source) 없이도 대부분의 불연성 물질을 태우거나 폭발시킬 수 있습니다.

 

또한 이리듐(Iridium)과 백금(Platinum)과 같은 부식되지 않는 것으로 알려진 물질들을

 

부식 시킬 수 있는 것으로 알려져 있습니다.

 

 

삼플루오르화염소를 저장하는 방법은 플루오린으로 내부를 처리한

 

강철(Steel), 니켈(Nickel), 구리(Cooper) 등의 용기에 밀봉하는 것 뿐인데,

 

이렇게 하면 용기 내부에 얇은 플루오린층이 생성되어

 

용기와 삼플루오르화염소의 반응을 막을 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

삼플루오르화염소는 구리 용기 중에서 200℃를 유지하면서 염소와 플루오르를 반응시키고,

 

그 후에 분별 증류를 통해 정제해서 제조됩니다.

 

 

2차 세계대전이 진행중일 때 독일군은 저렴하고 효과적인 화학무기인 삼플루오르화염소를 주목했습니다.

 

삼플루오르화염소는 너무 불안정하고 반응성이 높았지만

 

화염병 및 폭탄으로 제조될 경우 적군에 매우 치명적인 타격을 줄 수 있었습니다.

 

독일군은 삼플루오르화염소를 30톤~50 톤을 생산했지만 실제 전투에는 사용되지 않았고 전쟁이 끝난 후

 

이 물질은 화학무기 협정에 따라 사용이 금지되었습니다.

 

현재 삼플루오르화염소는 극히 일부의 반도체 제조 공정에서 챔버를 세척하는 용도로 사용되고 있습니다.

 

 

삼플루오르화염소는 대부분의 물질과 반응해 폭발하거나 화재를 일으킬 수 있는데,

 

물과도 반응하기 때문에 삼플루오르화염소로 인한 화재에 물을 뿌리면 폭발의 가능성이 있습니다.

 

삼플루오르화염소 가스를 흡입하면 호흡기의 자극을 유발하며 폐부종이 발생할 수 있습니다.

 

증기는 눈과 피부에 매우 자극적이고 액체가 피부에 닿을 경우 심환 화상을 유발합니다.

 

또한 삼플루오르화염소가 연소될 경우 나오는 가스에는 독성이 있습니다.

 

 

1994년 호주의 한 연구원은 그의 연구실에서 100밀리미터의 삼플루오르화염소를 쏟았습니다.

 

삼플루오르화염소는 그의 허벅지에도 튀었는데, 즉시 그 부위를 닦아내고 구급차가 올 때까지

 

다리를 물속에 담궈놓았지만 결국 오른쪽 다리를 절단해야 했으며,

 

사고가 난 후 약 2주 만에 결국 다발성 장기 부전으로 사망했습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

영어 이름 : Chlorine trifluoride

 

한글 이름 : 삼플루오르화염소

 

원소 기호 : ClF3

 

몰질량 : 92.45 g/mol

 

밀도 : 3.829 g/L (21.1℃, 760 Torr 기준)

 

녹는점 : -76.34 ℃

 

끓는점 : 11.75 ℃

 

 

 

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)

 

316 Stainless

 

 

좋음(Good, Most Conditions) 

 

ChemRaz(505)

 

 

좋지 않음(Fair, Limited Life, Restricted Conditions) 

 

없음

 

 

만족스럽지 않음(Unsatisfactory) 

 

Aluminum, Buna-N, Viton, Kalrez

 

 

사용 불가(Unserviceability)

 

Steele, Brass, Constantan, Monel, Sn/Pb, Indium, Nickel, Nylon,

 

Delrin, 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/Chlorine_trifluoride

                    https://en.wikipedia.org/wiki/Otto_Ruff

                    https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/chlorine_trifluoride#section=Top

                    https://curiosity.com/topics/the-stupidly-dangerous-chemical-chlorine-trifluoride-                            can-make-anything-burst-into-flames-on-contact-curiosity/

                    https://www.chemistryworld.com/podcasts/chlorine-trifluoride/3007921.article

지식백과 : https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=4351952&cid=60228&categoryId=60228

                 https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=2319870&cid=60227&categoryId=60227

 

 

 

 

 

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