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일산화탄소

last modified: 2015-09-26 11:25:30 by Contributors

Carbon Monoxide, CO[1]

탄소를 함유한 물질이 산소가 부족한 환경, 혹은 고온의 환경에서 불완전연소할때 나오는 물질이다.

탄소의 연소반응에서 이산화탄소의 생성 엔탈피가 일산화탄소보다 큰 반면, 생성 엔트로피는 일산화탄소 쪽이 더 크기 때문에 생성 자유에너지는 고온으로 갈수록 일산화탄소 쪽이 더 커진다. 따라서 고온일수록 반응의 평형도 일산화탄소 쪽으로 기울어진다. 제철 과정에서 취련이나 주조를 할 때 탄소와 산소의 반응생성물이 이산화탄소가 아닌 일산화탄소로 되는 것도 이 때문이다.

일산화탄소가 완전연소하면 이산화탄소가 된다.

굉장히 위험한 물질로 적혈구헤모글로빈에 대한 결합력이 산소보다 높아서 이것이 공기중에 과다하게 존재하면 생물은 산소를 흡수하지 못하고 죽게 된다. 결합력의 차이는 대략 200:1. 따라서 공기 중에 극히 소량만 존재하더라도 문제가 되는데, 이는 소량이라 할지라도 거의 모두 인체에 흡수되어 작용하기 때문이다. 또, 산소 운반기능 저하 이외에 미토콘드리아의 세포내 호흡을 차단하는 역할도 동시에 한다. 효과는 동일. 그 유명한 시안화칼륨, 시안화수소 등에 들어 있는 시안(CN-)기도 이런 식으로 독성을 나타내는 것이다. 그래서 일산화탄소의 혈중 포화도가 55~57% 수준이면 전신 마비와 신경세포 사멸이 시작되며, 60%를 넘어가면 산소부족으로 사망한다. 흔히 담배를 피울 때 '뽕'이 온다고 하는 그 느낌도 일산화탄소 흡입으로 인한 현상이다.

단, 헤모글로빈이 아닌 헤모시아닌이 산소를 운반하는 생물은 일산화탄소 중독에 걸리지 않는다. [2]

과거에 많았던 연탄가스에 의한 사고의 원인이 되는 물질로, 제대로 마르지 않은 연탄을 태웠을때 이런 일이 많았다. 민간치료법으로 동치미 국물을 먹이는 게 있었으나 [3], 실제로는 별 효과가 없으며 최대한 빨리 오염지로부터 대피시키고 구급차를 불러야 한다. 제대로 된 치료는 최대한 신속하게 고압 산소 챔버에 집어넣는 것.[4] 이 때문에 1990년대 초중반까지 대형 병원에는 고압 산소 챔버를 갖추고 있는 경우가 많았다.

인체 뿐만 아니라 최신 동력원으로 각광받는 연료전지에 악영향을 주기도 한다. 연료전지에서 수소를 수소 이온으로 분해하고 이를 산소와 반응시키는 과정에서 백금 촉매를 이용하는데, 백금이 일산화탄소에 반응하면 촉매로써의 기능을 상실하기 때문. 특히 연료전지를 얻기 위한 수소를 모으는 방법중 가장 경제적이라 알려진 천연 가스의 수증기 분해를 이용한 분리 방법의 가장 큰 걸림돌이 바로 이 일산화탄소로 천연가스로 분해해 얻은 수소를 제대로 쓰기 위해 이것을 분리하는 과정이 필요하다.

가정에서 생성되는 독성 가스 중에 가장 위험한 가스라서 과반수 이상의 미국 주정부에서는 일산화탄소 경보기 설치를 의무화하고 있다. 그만큼 종류도 다양하고 화재 경보기와 융합된 제품도 있다. 국내에서는 텐트에서 가스 버너를 쓰는 캠핑족 외에는 딱히 필요성을 못 느끼는 사람들이 많다. 오히려 캠핑용품이라는 인식이 더 강한 상황이다. 일산화탄소 중독 관련 법적 제도 미비는 더 심해서 욕실, 미장원 등 협소하고 밀폐된 곳에서 일산화탄소를 열심히 뿜어대던 개방형 가스온수기[5] 생산이 2009년에 국정감사에서 질타받고 2013년이 되어서야 법으로 금지되었다. 하지만 기설치된 온수기는 계속 사용하고 있고 중고 시장에서도 상당한 물량을 쉽게 찾아볼 수 있어 소형 가스온수기는 지속적으로 CO 중독 사고를 일으킬 것으로 보인다.

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  • [1] 두 자 모두 문자로 써야 한다. Co는 코발트다. 연탄 등으로 인해 일산화탄소 중독이 많았던 무렵, TV 뉴스에서 Co로 자주 오기를 범하곤 했다
  • [2] 낙지 같은 연체동물과 곤충류 등
  • [3] 동치미 국물에 용해되어 있는 소량의 탄산이 도움된다는 말도 있지만 이 역시 낭설일 뿐이다. 오히려 기도로 이물질이 들어가 위험할 수 있다
  • [4] 일산화탄소의 노출량에 따라 다르나, 대개 4기압의 100% 산소 농도에서 (산소 밀도로만 보면 대기중 20배인 셈이다) 1~2 시간 놓아두면 치료된다. 다만 상태에 따라 최대 3회까지 반복 시행한다
  • [5] 소형모델 위주로 출시되어 많은 곳에서 쓰였다. 별도의 연통 없이 실내 공기에서 산소를 끌어다 쓰고 연소 가스를 실내로 바로 내뿜는 방식이라 밀폐된 장소에서 이런 물건을 쓰는 건 자살 행위.

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