화합물 사전 - 오존(Ozone)
Teledyne hastings 사의 Mass Flow Meter / Controller 를 이용해 가스 유량을 측정할 수 있는
가스 화합물의 종류에 대해 알아보는 시간입니다.
이번 시간에는 화학식 O3 인 오존에 대해 알아보도록 하겠습니다.
화합물 설명
오존층으로 우리에게 친숙한 오존은 산소 원자 3개로 이루어져 있고,
상온에서 비릿한 냄새를 가진 푸른빛의 기체상태를 유지하는 화합물입니다.
-112℃ 보다 낮은 온도에서는 흑청색의 액체가 되며, -193℃ 이하로 내려가면 암자색의 고체가 됩니다.
기체 상태에서는 물에 잘 녹지 않으며 매우 불안정해 산소로 분해되려는 성질이 강하고,
산화력이 강해 은이나 황화납 등을 산화시킵니다.
오존은 네덜란드의 화학자 마르티누스 반 마룸(Martnus van Marum)에 의해
1785년에 처음 발견되었습니다.
그는 물에 전기 스파크를 일으키는 실험을 진행하는 과정에서 비릿한 냄새를 맡게 되었지만
그것이 오존을 생성한 것이라고는 생각하지 못했습니다.
반세기 후 독일의 화학자 크리스찬 쇤바인(Christian Friedrich Schonbein)은
같은 냄새를 맡게 되었고 1839년에 기체 상태의 오존을 분리해 냈습니다.
그는 '냄새를 맡는다'는 뜻의 그리스어인 'Ozein' 에서 이름을 따와 Ozone 이라고 명명했습니다.
대기중 오존이 가장 많이 존재하는 곳은 지표면에서 약 10km ~ 50km 사이인
성층권(Stratosphere)에 해당하며, 일반적으로 오존층이라고 불립니다.
성층권에서는 태양의 자외선복사와 분자 상태의 산소가 상호작용을 일으켜 오존을 만드는데,
광화학적으로는 여름에 농도가 높아지고 겨울에 농도가 낮아져야 하지만
대기대순환에 의해 재배치되는 과정으로 인해 주로 봄에 가장 농도가 높고, 가을에 가장 농도가 낮습니다.
위도별로는 저위도지방 상공에 농도가 가장 낮고, 중위도와 고위도 상공의 농도가 높습니다.
지상의 오존은 오존층에서 오는 것과 인공적으로 만들어지는 경우가 있는데,
주로 도시 부근의 오존 농도가 높습니다.
오존층은 태양에서 오는 강한 자외선을 1차적으로 차단하는데,
오존층이 파괴되면 지상에 도달하는 태양의 자외선량이 증가하고 이로 인해
피부 약화로 인한 피부 노화를 촉진하고 피부암을 유발할 수 있습니다.
또한 백내장을 발생시킬 수 있으며, 식물의 광합성 작용 방해에 따른 농작물 감소를 초래할 수 있습니다.
오존층은 1980년대 측정을 시작한 이후로 지속적으로 4%씩 감소하고 있는데,
오존 감소 문제는 일반적으로 프레온가스라고 알고 있는 기체의 한 종류인
염화플루오린화탄소(Chlorofluorocarbon)에서 나오는 염소가 주된 원인입니다.
염화플루오린화탄소는 과거에 냉장고의 냉매로 널리 사용되었으나
오존층 파괴의 주범이라는것이 밝혀져 현재는 사용되지 않습니다.
오존은 산소분자 O2 에 활성산소 O 를 작용시켜 생성할 수 있습니다.
가장 일반적인 생산법은 청정한 건조 공기 또는 산소 안에 무성 방전을 하게 하는 방법이며,
산소의 가열이나 황산의 전기분해, 자외선이나 X선, 음극선 등이 공기 속을 통과할 때도 생성됩니다.
오존은 자외선이 풍부한 높은 산이나 해안가, 산림 등의 공기중에도 존재해
상쾌한 느낌을 받을 수 있게 해주며, 산소에 분해되는 성질을 이용해 공기 정화 및
살균작용을 이용한 음료수의 소독 및 표백에도 사용됩니다.
하지만 오존은 인체에 독성이 있어 장시간 흡입하면 호흡기 점막을 자극해
호흡수 증가 및 폐탄성의 저하를 가져오며, 영구적인 폐 손상을 가져올 수도 있기 때문에
주의가 필요합니다.
영어 이름 : Ozone
한글 이름 : 오존
화학식 : O3
질량 : 48 g/mol
밀도 : 2.154 g/L (15℃, 760 Torr 기준)
녹는점 : -192.2℃
끓는점 : -112℃
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, ChemRaz(505), TFE,
Steele(Dry Gas Only), Aluminum(Dry Gas Only), Brass(Dry Gas Only), Monel(Dry Gas Only)
좋음(Good, Most Conditions)
없음
좋지 않음(Fair, Limited Life, Restricted Conditions)
Nickel
만족스럽지 않음(Unsatisfactory)
없음
사용 불가(Unserviceability)
Constantan, Sn/Pb, Indium, Nylon, Buna-N, Viton, Delrin, Kalrez,
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/Ozone
https://nl.wikipedia.org/wiki/Martinus_van_Marum
https://en.wikipedia.org/wiki/Christian_Friedrich_Sch%C3%B6nbein
https://en.wikipedia.org/wiki/Ozone_layer
지식백과 : http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1128529&cid=40942&categoryId=32251
http://terms.naver.com/entry.nhn?
docId=2302996&ref=y&cid=42419&categoryId=42419
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=608173&cid=42420&categoryId=42420
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1275800&cid=40942&categoryId=32251