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만드는 방법
  1. 모든 유기체에 포함되어 있는 탄소를 태울 때 불완전연소하면 일산화탄소가 생긴다. …
  2. 공업적으로는 석탄이나 코크스와 공기 또는 가열 수증기를 반응시킨 후 이를 정제하여 일산화 탄소를 얻어낼 수 있는데, 대부분의 공업적 용도로는 질소와 수소가 포함된 채로 사용되는 경우가 많다.

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일산화 탄소 – 위키백과, 우리 모두의 백과사전

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역사[편집]

성질[편집]

만드는 방법[편집]

용도[편집]

오염[편집]

안전성[편집]

각주[편집]

참고 문헌[편집]

같이 보기[편집]

외부 링크[편집]

일산화 탄소 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전
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KR20170093129A – 초-고순도 일산화탄소의 제조 방법
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    – Google Patents 초-고순도 (적어도 99.995%)의 일산화탄소가 고체 산화물 전해 전지 스택에서, … 적합하도록 만들기에 충분하도록 CO 2를 정제하는 것이 명백한 것으로 보일 것이다. …
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    – Google Patents 초-고순도 (적어도 99.995%)의 일산화탄소가 고체 산화물 전해 전지 스택에서, … 적합하도록 만들기에 충분하도록 CO 2를 정제하는 것이 명백한 것으로 보일 것이다.
    초-고순도 (적어도 99.995%)의 일산화탄소가 고체 산화물 전해 전지 스택에서, 식품급 이산화탄소를 미소량 (150 내지 250 ppm)의 산소와 혼합하고 그 혼합물을 가열하는 단계, 가열된 혼합물을 촉매 산화 반응기를 통해 통과시키는 단계, 촉매 산화 반응기로부터의 탄화수소-없는 유출물을 건조 장치로 공급하여 물을 부피로 1 내지 3 ppm의 최대 잔류 함량으로 제거하는 단계, 건조 장치로부터의 건조한, 탄화수소-없는 이산화탄소 스트림을 전류가 인가된 고체 산화물 전해 전지 스택의 연료 측에 공급하는 단계에 의해, 사전-처리된 식품급 (적어도 99.90%) 이산화탄소의 전기분해에 의해 제조된다. 과잉 산소는 스택의 산소 측으로 이동되고, 고체 산화물 전해 전지 스택으로부터의 생성물 스트림은 분리 과정이 수행되어 일산화탄소 생성물로부터 이산화탄소가 제거된다.

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목차

개요[]

다른 이름[]

상세[]

양상 및 용례[]

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한계점 및 단점[]

각주[]

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일산화 탄소(一酸化炭素, 영어: carbon monoxide)는 탄소와 산소로 구성된 화합물이다. 분자식은 CO이다. 석탄이나 석유를 다량 연소시키는 공업지대의 대기에 포함되어 있는 경우가 있으며, 가정에 공급되고 있는 도시가스에도 포함되어 있다.[5] 탄소 화합물이 불완전 연소되면 발생한다. 가연성이며 독성이 있어서 취급에 주의가 필요하다. 산소보다 헤모글로빈과의 친화력이 200배 정도 더 좋기 때문에 소량 흡입시에도 호흡 대사를 방해하여 생명 유지가 어려울 수 있으므로 주의해야 한다.담배 속에 들어있는 인체에 해로운 대표적 물질 3가지 중 하나이다.(타르,니코틴,일산화탄소)

역사 [ 편집 ]

18세기 후반에 프랑스의 화학자 J. M. F. Lassone에 의해 처음으로 얻어졌다. 19세기 초에 J. B. Desormes와 W. Cruickshank는 일산화 탄소를 연소시키면 같은 부피의 이산화 탄소가 발생하는 것을 통해 일산화 탄소의 조성을 결정하였다.[5]

성질 [ 편집 ]

물리적 성질 [ 편집 ]

상온에서 무색, 무취, 무미의 기체로 존재한다. 끓는점은 -191.5°C, 녹는점은 -205.0°C이다. 임계 온도는 -139°C이며 임계 압력은 35atm이다. 25°C에서 생성열은 26.62cal/mole, 연소열은 67.62cal/mole이다. 물에는 잘 녹지 않아, 0°C에서 1atm의 일산화 탄소와 평형상태에 있는 물 100ml는 0.0044g의 일산화 탄소를 포함한다. 알코올, 염화 구리(II) 수용액에는 잘 녹는다. 활성탄에 쉽게 흡착된다.

일산화 탄소는 다음의 세 공명 구조를 가지고 있다고 볼 수 있다.

C 원자와 O 원자간의 결합 길이는 1.13Å이다.[5]

화학적 성질 [ 편집 ]

공기 중에서 점화하면 푸른 불꽃을 내며 연소하여 이산화 탄소를 생성한다. 반응식은 다음과 같다.

2 CO + O 2 → 2 CO 2

일산화 탄소가 다음과 같이 분해되는 일은 온도가 수천도 이상으로 올라가지 않는 한은 잘 일어나지 않는다.

다음과 같은 분해는 상온에서는 팔라듐 촉매 존재 하에 가능하며, 400~700°C에서는 많은 물질의 표면이 다음 분해 반응의 촉매 역할을 한다.

2 CO → C + CO 2

수증기와는 가역적으로 반응하여 다음과 같은 반응을 일으킨다.

그 외에 일산화 탄소가 관여하는 대표적인 반응으로는 다음과 같은 것이 있다.[5][6]

케톤, 산, 에스터를 얻을 수 있다.

만드는 방법 [ 편집 ]

모든 유기체에 포함되어 있는 탄소를 태울 때 불완전연소하면 일산화탄소가 생긴다. 따라서, 시체를 태우거나, 동식물의 사체로부터 만들어진 숯, 석탄, 석유 등을 태우면 발생한다.

공업적으로는 석탄이나 코크스와 공기 또는 가열 수증기를 반응시킨 후 이를 정제하여 일산화 탄소를 얻어낼 수 있는데, 대부분의 공업적 용도로는 질소와 수소가 포함된 채로 사용되는 경우가 많다.

실험실에서는 포름산을 진한 황산이나 진한 인산으로 탈수시켜 얻는다.[5]

또한, 카바이드 제조 시에 부산물로 얻어지기도 한다.

CaO + 3C → CaC 2 + CO

용도 [ 편집 ]

일산화 탄소는 주로 연료, 화학공정의 원료로 사용된다.

일산화 탄소가 화학공정의 원료로 사용된 예는 다음과 같다.[6]

금속 제련 과정에서의 환원제

아세트산의 공업적 제조

CO + CH 3 OH → CH 3 COOH

폼산 염의 생산. 대표적인 예로는 다음과 같은 것이 있다.

CO + NaOH → HCOONa

이 반응은 특정 금속의 분리에 사용된다.

염소와 결합하여 포스젠을 만든다.

메탄올과 같은 여러 합성 가스의 원료로 사용된다.

오염 [ 편집 ]

일산화 탄소는 대기오염물질의 일종이다. 특히 공장지대나 차량, 항공기가 많이 사용되는 지역에서의 농도가 높다.[6]

안전성 [ 편집 ]

일산화 탄소는 인화성이 강하기 때문에 취급에 주의를 요한다. 또한 일산화 탄소는 인체 내에서 독성을 가진다.

흡입된 일산화 탄소는 혈액의 헤모글로빈과 결합하여 카복시헤모글로빈을 생성한다. 카복시헤모글로빈은 산소 운반의 기능이 없기 때문에, 이는 혈액의 산소운반능력을 크게 떨어트린다. 흡입된 양에 따라서 두통, 어지러움, 심계항진증, 나른함, 혼란, 구역질이 나타날 수 있으며 심할 경우 경련, 의식 없음, 죽음에까지 이를 수 있다.[7]

일산화 탄소 중독 [ 편집 ]

이 부분의 본문은 이 부분의 본문은 일산화 탄소 중독 입니다.

각주 [ 편집 ]

참고 문헌 [ 편집 ]

Considine, G. D. et al., Van Nostrand’s encyclopedia of chemistry , 5th edition, Hoboken : Wiley-Interscience, 2005.

, 5th edition, Hoboken : Wiley-Interscience, 2005. 化學大辭典編集委員會 편, 성용길, 김창홍 역, 《화학대사전》, 서울: 世和, 2001.

같이 보기 [ 편집 ]

KR20170093129A – 초-고순도 일산화탄소의 제조 방법 – Google Patents

본 발명은 초-고순도 일산화탄소 (CO)의 신규한 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 초-고순도를 가지는 CO 생성물을 얻기 위하여 고체 산화물 전해 전지 (SOEC)에 사용하기 위한 특수 처리된 이산화탄소 (CO 2 )의 제조에 관한 것이다.

고체 산화물 전해 전지는 역모드로 작동하는 고체 산화물 연료 전지 (SOFC)이고, 예컨대 물의 전기분해에 의해 산소 및 수소 가스를 생성하기 위해 고체 산화물 또는 세라믹 전해질을 사용한다. 그것은 또한 이산화탄소 (CO 2 )로부터 CO를 생성하기 위해 사용될 수 있고, 생성된 CO는 인가된 전류로 SOEC 또는 SOEC 스택의 연료 측, 즉 캐소드로 유도된다. 전류가 인가됨에 따라, CO 2 는 CO로 변환되고, 그로써 고농도의 CO를 가지는 출력 스트림을 제공한다:

2 CO 2 (캐소드) → 2 CO (캐소드) + O 2 (애노드)

과잉 산소는 SOEC의 산소 측, 즉 애노드로 전달되고, 선택적으로 공기, 질소 또는 CO 2 가 산소 측을 플러싱하기 위해 사용된다. 그런 후 CO 2 와 혼합된 CO를 함유한, SOEC로부터의 생성물 스트림은 압력 스윙 흡착 (PSA), 온도 스윙 흡착 (TSA), 멤브레인 분리, 극저온 분리 또는 액체 스크러버 기술과 같은 분리 공정이 수행되는데, 예컨대 N-메틸 다이에탄올아민 (MDEA)으로 세척되어 CO 2 가 CO 생성물로부터 분리된다. 고순도 CO의 생성을 위해서는 PSA가 특히 적합하다.

고순도의 일산화탄소는 화학물질의 합성을 위한 중요한 원료이다. 화학물질의 합성을 위한 대부분의 반응은 고압뿐 아니라 고온을 필요로 하고, 따라서 사용된 CO는 산화에 의해 반응기를 부식시키는 이산화탄소 (CO 2 )를 가능한 가장 낮은 함량으로 가져야 한다. 추가로, CO 2 는 생성된 CO가 참여하는 반응의 평형 변환율을 제한할 수 있다. CO 2 는 또한 CO가 사용되는 반응의 동역학을 억제할 수 있다.

일부 상황에서, 일산화탄소의 순도는 매우 높아야 한다. 이것은 예를 들면 반도체 산업 내에서의 경우인데, 그 산업에서 CO 가스 순도와 관련된 필요조건은 매우 엄격하다. 실제로, 99.995%까지의 순도가 필요할 수 있고, 그것은 10 ppm N 2 , 15 ppm CO 2 , 6 ppm O 2 , 1 ppm H 2 O, 1 ppm H 2 및 3 ppm CH 4 의 최대 농도가 허용되는 것을 의미한다. 아래의 표 1은 각각 99.95% 및 99.995%의 순도를 가지는 CO에 대한 허용가능한 최대 불순물 농도를 나타낸다.

순수한 일산화탄소에 대한 허용가능한 최대 불순물 농도 CO 순도 등급, % 99.95 % 99.995 % 산소 ≤ 100 ppmv ≤ 6 ppmv 질소 ≤ 250 ppmv ≤ 10 ppmv 이산화탄소 ≤ 50 ppmv ≤ 15 ppmv 총 탄화수소 ≤ 3 ppmv 메탄 ≤ 3 ppmv 물 ≤ 3 ppmv ≤ 1 ppmv 철 펜타카르보닐 ≤ 1 ppmv ≤ 0.5 ppmv 수소 ≤ 1 ppmv

99.995%의 순도를 얻는 것은 합성 가스-기반 합성 경로에 의해 제조된 CO에 대한 특이하고 광대한 정제 방법 없이는 불가능하다. 더욱이 특별한 정제 단계들이 수행되지 않는 한 고체 산화물 전해 전지 (SOEC) 스택을 사용하여 CO를 제조하는 것 또한 가능하지 않다.

CO 2 가 고체 산화물 전해 전지에서 CO의 합성을 위한 출발 물질이기 때문에, 출발 물질로서 매우 순수한 CO 2 를 사용하거나 또는 그런 사용에 적합하도록 만들기에 충분하도록 CO 2 를 정제하는 것이 명백한 것으로 보일 것이다. 그러므로, 선행 기술에서 다양한 목적에 대해 CO 2 를 정제하기 위한 방법들을 찾기 위한 시도들이 이루어졌다. 그로써, US 6,962,629에는 촉매 산화에 의한 이산화탄소의 정제가 기술되어 있는데, 거의-임계, 임계 또는 초임계 이산화탄소가 적어도 하나의 촉매에, 비-휘발성 유기 잔류물이 10 ppb 미만인, 원하는 순도의 이산화탄소를 생성하기 위해 제어된 온도에서 노출된다. 그러나, US 특허는 휘발성 불순물, 즉 가스의 제거를 다루지는 않는다.

EP O 952 111은 CO 2 로부터의 탄화수소 및 황 화합물 형태의 미량 물질, 즉 ppm 수준의 오염물의 제거를 위한 시스템에 관련된다. 이것은 오염물을 계속해서 흡착 및/또는 흡수 기법에 의해 제거될 이산화탄소, 물 및 이산화황으로 산화시키는 황 내성 촉매 산화 시스템의 사용을 포함한다.

US 6,224,843에는 에틸렌 글리콜 생산으로부터의 CO 2 오프-가스 스트림으로부터 순수한 CO 2 를 생성하는 방법이 기술되어 있다. 이 방법 또한 촉매 산화를 기반으로 한다.

고순도의 CO, 즉 90%를 넘는 순도를 가지는 CO를 SOEC 스택에서 CO 2 의 전기분해에 의해 제조하기 위한 장치는 WO 2013/131778에 기술되어 있다. 그러나, 상기 90%를 넘는 순도가 99.995%로 확장되는 것이 가능하게 되지는 않았다.

마지막으로, WO 2014/154253에는 SOEC 스택의 CO 2 로부터 CO를 제조하는 방법이 개시되는데, 그 방법에서 CO 2 는 전류가 인가된 스택의 연료 측으로 유도되고 과잉 산소는 산소 측을 플러싱하기 위해 선택적으로 공기 또는 질소를 사용하면서 스택의 산소 측으로 이동된다. CO 2 와 혼합된 CO를 함유하는, SOEC로부터의 생성물 스트림은 분리 공정이 수행된다.

매우 순수하더라도, 즉 식품급일지라도, 이산화탄소 (아래의 표 2에 명시된 순도를 가짐)는 고체 산화물 전해 전지 스택에서 CO의 합성을 위한 공급물로서 사용되었고, 임의의 미량의 상이한 탄화수소가 식품급 CO 2 에서도 발견되고 SOEC 스택의 수소 및 CO로 변환될 것이기 때문에, 특별한 정제 단계들이 수행되지 않는 한 99.995%의 순도를 가지는 일산화탄소 최종 생성물을 얻는 것은 여전히 불가능할 수 있고, 그로써 최대 요건이 1 ppm보다 많은 수소가 생성된다.

텐트에 숯 난로 피웠다가는‥”15분 만에 일산화탄소 사망”

전체재생

◀ 앵커 ▶요즘 한적한 곳에서 캠핑이나 차박 즐기시는 분들 많아졌는데, 쌀쌀한 날씨에 난방을 하게 되고, 이로 인한 사고도 자주 발생하고 있습니다.실제로 난방기에서 뿜어져 나오는 일산화 탄소로 인해서 15분 안에 사망에 이를 수 있다는 실험 결과가 나왔는데요.조민희 기자가 전해드리겠습니다.◀ 리포트 ▶지난 5월 강원도 횡성의 한 캠핑장에서 텐트에서 잠든 일가족 3명이 숨진 채 발견됐습니다.’거실형’ 텐트 안에서 발견된 화로엔 타다 남은 숯이 담겨 있었는데, 가족의 사인은 일산화탄소 중독이었습니다.이처럼 캠핑용 숯화로를 텐트 안에서 이용하면 얼마나 위험한지 일산화탄소 농도를 측정해 봤습니다.불과 15초 만에 경보음이 울리더니, 15분도 안돼, 일산화탄소 농도가 천600ppm을 넘습니다.2시간 이내에 사망에 이를 수 있는 수치입니다.[김훈배/한국가스공사 사고조사부 차장]”일산화탄소는 무색 무취이다보니까 사람이 인식하지 못하는 사이에 사망할 수 있습니다. 텐트나 자동차 같은 곳에서 사용하면 더 위험합니다.”최근 차박족에게 큰 인기를 끌고 있는 무시동히터에서 배기가스가 누출됐을 경우도 가정해봤습니다.산소농도가 평균치 21% 아래로 급속히 낮아집니다.[서용수/부경대학교 공동실험실습관 책임연구원]”우리 몸에 산소를 많이 필요로 하는 뇌 심장, 근육 등에 산소를 전달하지 못해 결국은 질식에 이르게 할 수 있습니다.”지난 4월엔 충남 당진에서, 지난달에는 경남 합천에서 캠핑을 즐기던 60대 부부가 난방기에서 누출된 일산화탄소 중독으로 각각 목숨을 잃었습니다.한국가스공사 조사 결과, 최근 5년 간 일산화탄소 중독 사고는 42건, 사망자는 28명입니다.안전을 위해서는 최소 1시간마다 문을 열어 환기를 시켜야 합니다.또 이 경보기를 사용하려면 난방기 바로 옆에 두거나 키높이에 걸어두는 것이 가장 좋습니다.MBC뉴스 조민희입니다.영상 취재: 이경수(부산)▷ 전화 02-784-4000▷ 이메일 [email protected]▷ 카카오톡 @mbc제보

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