가스기능장 준비 (1장 고압가스의 종류 및 특징 - 1)

1.수소(H2)

1) 특징

무색, 무취, 무미의 가스이다.

고온에서 강재, 금속재료를 쉽게 투과한다.

확산 속도가 크다

열전도율이 크고, 열에 대해 안정하다.

2) 제조법

물의 전기분해에 의하여 제조한다.

수성 가스법.

천연가스 분해법.

석유 분해법.

일산화탄소 전화법.

3) 용도

암모니아(NH3), 염산(HCL), 메탄올(CH3OH) 등의 합성원료로 사용 된다.

환원성을 이용한 금속 제련에 사용한다.

백금, 석영 등의 세공에 사용된다.

기구나 풍선의 부양용 가스로 사용된다.

연료전지의 연료나 로켓의 연료로 사용된다.

차세대 자동차 연료로 연구 중이다.

2. 산소(O2)

1) 특징

상온, 상압에서 무색, 무취이며물에는약간 녹는다.

공기 중에 체적으로 21%, 질량으로 23.2% 함유하고 있다.

강력한 조연성 가스이나 그 자신은 연소하지 않는다.

액화산소(액비중 1.14)는 담청색을 나타낸다.

2) 제조법

물의 전기분해에 의해 제조한다.

공기의 액화분리에 의해 제조한다.

3) 용도 및 취급 시 주의 사항

3-1) 용도

각종 화학공업, 야금 등에 대량으로 사용한다.

용기에 충전하여 철제 절단용으로 사용한다.

가스용접,로켓 추진제,액체산소 폭약 등에 사용한다.

의료용으로 사용한다.

3-2) 취급 시 주의사항

석유류, 유지류, 글리세린은 산소압축기의 내부윤활제로 사용해서는 안된다.

금유라 표시된 전용 압력계를 사용하고 윤활유, 그리스 사용을 금지한다.

밸브의 급격한 사용을 금지한다.

용기 도색은 일반 공업용이 녹색, 의료용이 백색이다.

60% 이상의 고농도 산소를 흡입하면 폐에 충혈을 일으켜 실명, 사망할 수 있다.

3. 질소(N2)

1) 특징

대기 중에 78% 함유하고 있다.

무색, 무취, 무미의 기체이고, 액체나 고체에서도 무색이다.

상온에서 대단히 안정된 가스이나, 고온에서는 금속과 반응한다.

불연성 가스이고, 상온에서 다른 가스와 반응하지 않는다.

수소와 반응하여 암모니아를 생성한다.

고온에서 산소와 반응하여 질소산화물을 만든다.

2) 제조법

공기액화 분리장치에서 산소를 제조할 때 회수한다.

3) 용도

암모니아 합성용으로 가장 많이 사용되고 있다.

암모니아로부터 질산, 비료, 염료 등 질소화합물 제조에 사용된다.

가연성 가스를 사용하는 장치의 치환용으로 사용된다.

액체질소는 야채, 육류의 급속 냉동에 사용된다.

4. 희가스

1) 특징

주기율표 0족에 속하는 헬륨(He) , 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 크세논(Xe), 라돈(rN) 등 6원소이다.

상온에서 기체이고 불활성 기체이다.

공기 중 미량 존재한다. (단, 라돈 제외)

상온에서 무색, 무취, 무미의 기체이다.

화학적으로 불활성이므로 다른 원소와 반응하지 않는다.

화학반응이 이루어지지 않기 때문에 화학분석에서는 검출되지 않는다.

희가스류는 단원자 분자이므로 분자량과 원자량이 같다.

방전관에 넣어서 방전시키면 각각 특이한 색의 발광을 낸다.

2) 제조법

아르곤(Ar) :비점이 -186도로 산소와 질소의 중간이고, 공기 중에 0.93% 함유하고 있으므로 공기액화 분리장치에서 별도의 시설을 갖추고 정제 아르곤을 회수한다.

헬륨(He) : 우라늄과 트륨을 함유한 방사선 광물을 진공 중에서 가열하여 얻을 수 있고, 헬륨을 함유한 천연가스에서 회수한다.

네온(Ne) : 액화 아르곤을 정밀 증류하여 회수하는 방법을 사용한다.

3) 용도

네온사인용 가스로 사용한다.

아르곤은 형광등의 방전관용 가스, 금속정련 및 열처리의 보호용 가스로 사용한다.

헬륨은 수소 다음으로 가벼워 부양용 기구 등에 수소대용으로 사용한다.

헬륨, 아르곤은 가스크로마토그래피 캐리어가스로 사용한다.

액체 헬륨(He)은 극저온의 물성연구나 초전도 마그넷의 냉각용에 사용된다.

5. 일산화탄소(Co)

1) 특징

무색, 무취의 가연성 가스이다.

독성이 강하고 불완전연소에 의한 중독사고가 발생될 위험이 있다.

환원성이 강한 가스로 금속의 산화물을 환원시켜 단체금속을 생성한다.

철족의 금속과 반응하여 금속 카르보닐을 생성한다.

상온에서 염소(Cl2)와 반응하여 포스겐(COCl2)을 생성한다.

공기 중에서 폭발범위가 12.5~74%로 연소가 잘 된다.

2) 제조법

의산에 진한 황산을 작용시켜 제조한다.

수성가스에서 회수한다.

목탄, 코크스를 불완전 연소시켜 회수한다.

3) 용도

메틸알코올 합성에 사용한다.

포스겐(COCl2)의 제조 원료에 사용한다.

화학 공업용 원료에 사용한다.

공업용의 연료, 환원제로 사용한다.

4) 위험성

압력 증가시 폭발범위가 좁아지며, 공기 중 질소를 아르곤, 헬륨으로 치환하면 폭발범위는 압력과 더불어 증대된다.

공기와의 혼합가스 중 수증기 존재하면 폭발 범위는 압력과 더불어 증대된다.

일산화탄소를 흡입하면 혈액 속의 헤모글로빈과 결합하고 호흡을 저해하여 중독 사고를 일으킨다.