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인(phosphorus)

작성일 2010-08-20

원소기호 P, 원자번호 15, 원자량 30.97376, 지각 중의 존재도 1,050ppm(10위), 안정핵종 존재비 3lP=100%, 녹는점 441℃(백린), 589.5℃ (적린 43.1atm), 끓는점 280.5℃ , 비중 1.82 (백린), 2.35(적린), 2.69(흑린), 전자배치 [Ne] 3s2 3p3. 중요 산화수 -3. 3. 5. 주기율표 5B족에 속하는 비금속원소의 하나. 1669년 독일의 연금술사 H. 브란트에 의해 소변을 증발시킨 나머지에서 홑원소물질(單體)이 유리(遊離)되었다.

어두운 곳에서 인광(燐光)을 발하고 공기와 접촉하면 저절로 불이 붙는 색다른 성질이 주목되었다.

어원은 그리스어의 phos(빛)+phorus(운반하는 것)에서 유래한다.

뼈를 원료로 하여 인을 얻는 방법이 발표된 것은 대략 100년 후였다(K. W. 셸레, 1775).

천연으로는 홑원소물질로 존재하지 않으며 산소와 화합한 인산의 유도체로 존재한다.

중요한 광물은 인회석(燐灰石 ; Ca5[F | (PO4)3])이다.

또 동물의 뼈와 이는 주로 인산칼슘이며 생물체에는 복잡한 유기인 화합물(핵산 등)로 함유되어 생명에 중요한 역할을 하고 있다.

옛날에는 골회(骨灰)를 황산으로 처리하여 인산을 만들어 목탄 등과 건류(乾溜)하여 만들었다.

현재는 공업적으로 인광석에 규석, 코크스를 가하고 전기로(電氣爐) 속에서 1,400~1,500℃로 강하게 가열하여 발생하는 인 증기를 물속으로 유도하여 응축시켜 백린을 얻는다.

〔인의 동소체〕 중요한 동소체로서 백린(황린이라고도 한다) · 적린(赤燐) 및 흑린(黑燐) 등이 있다.

모두 다형(多形)인데. 무정형(無定形)인 것 등 11종류나 되는 변태(變態)가 알려져 있다.

백린은 무색~황색의 납상고체(蠟狀固體)이다.

순수한 것은 무색인데, 시판되는 것(99.9% 순도)이 약간 황색인 것은 표면에 적린의 막(膜)이 생겼기 때문이라고 하는데 확실하지는 않다.

백린은 액체나 고체에서도 P4분자로 이루어진다.

800℃ 이하의 증기는 P4분자로 이루어지고 온도를 넘으면 해리(解離)하여 P2가 된다.

적린은 공기를 차단하고 백린은 400℃로 수시간 가열하여 만든다.

적린에는 6종류의 변태가 있다.

시판되는 것은 무정형인데, 결정성인 것으로 자린(紫燐)이 있다.

흑린은 백린을 아주 높은 압력에서 가열하거나 수은을 촉매로 흑린의 작은 결정을 가하고 220~370℃로 8일간 백린의 증기를 가열하여 만든다.

흑린은 층상구조(層狀構造)이며 열 · 전기를 전하는 성질이 있다.

〔성질 · 용도〕 적린과 흑린은 공기 속에서 안정적이지만 백린은 공기 속에서 인광을 발하여 산화(酸化) 되므로 물속에 저장한다.

발화점은 백린이 약 60℃, 적린이 230℃이다.

백린은 이황화탄소 · 벤젠 · 에테르 등에 녹으며 적린과 흑린은 물 · 이황화탄소에 녹지 않는다.

화학적 반응성은 백린이 가장 크고 흑린이 가장 작다.

백린은 할로겐과 격렬하게 반응하며 적린은 가열하지 않으면 반응하지 않는다.

또 진한 수산화알칼리용액과 가열하면 백린은 포스핀(PH3)과 하이포아인산염을 생성하여 반응하며 적린은 반응하지 않는다.

적린은 황과 가열하면 황화물을 만들며, 많은 금속과 직접 반응하여 인화물을 만든다.

또 황린과 적린은 진한 질산에 의해 인산을 생산한다.

백린은 독성이 강하다(경구치사량〈經口致死量〉0.1g).

〔인체와 인〕 인은 인체에 약 1% 함유되며, 무기질 중에서 약 2%로 칼슘 다음으로 많다.

특히 뼈에 체내 인의 80% 정도가 형성성분으로 존재한다.

나머지 인은 몸 전체에 분포하며 중요한 생리작용을 가지고 있다.

체액(體液) 속의 인은 인산염으로 존재하며 체액의 pH조절에 중요하다.

그리고 세포 안에서는 핵단백질과 인지질(燐脂質)의 구성성분이 되며 에너지 대사에서도 ATP(아데노신삼인산)로서 에너지의 산생(産生)에 직접 관계하고 있다.

당질 · 지질(脂質)의 분해에는 인산염이 필요하며 각종 조효소(助酵素)의 구성성분이기도 하다.

거의 모든 식품에 분포하는데, 특히 곡류 · 콩류에 많다.

식품으로부터 쉽게 섭취할 수 있기 때문에 결핍되지는 않는다.

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익룡목(Pterosauria) 2010.08.20
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