인산 문서 원본 보기

{{위키데이터 속성 추적}}
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| Name= 인산
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}}|Section2={{Chembox Properties
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| Appearance = 흰색 고체
| Odor = 무취
| Density = 1.6845 {{nbsp}}g⋅cm<sup>−3</sup> (25&nbsp;°C, 85%),<ref name="Density 85%">
  {{저널 인용
   | author=Christensen, J. H.
   | author2=Reed, R. B.
   | name-list-style=amp
   | year=1955
   | title=Design and Analysis Data—Density of Aqueous Solutions of Phosphoric Acid Measurements at 25&nbsp;°C.
   | journal=Ind. Eng. Chem.
   | volume=47 | issue=6 | pages=1277–1280
   | doi=10.1021/ie50546a061
  }}</ref> 1.834 {{nbsp}}g⋅cm<sup>−3</sup> (solid)<ref name="Density solid">{{웹 인용
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| BoilingPt = {{ubl
 | 212&nbsp;°C (414&nbsp;°F)<ref name=chemspider>{{웹 인용|url=http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.979.html |title=Phosphoric acid |website=www.chemspider.com |access-date=3 March 2020 |archive-date=12 March 2020 |archive-url=https://web.archive.org/web/20200312003851/http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.979.html |url-status=live }}</ref> (물만 증발)<ref>{{저널 인용|url=https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ie50507a050|doi=10.1021/ie50507a050|title=Vapor Pressure of Phosphoric Acids|year=1952|last1=Brown|first1=Earl H.|last2=Whitt|first2=Carlton D.|journal=Industrial & Engineering Chemistry|volume=44|issue=3|pages=615–618}}</ref>
 }}
| Solubility = {{ubl
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   | last1 = Seidell
   | first1 = Atherton
   | last2 = Linke
   | first2 = William F.
   | year = 1952
   | title = Solubilities of Inorganic and Organic Compounds
   | publisher = Van Nostrand
   | url = https://books.google.com/books?id=k2e5AAAAIAAJ
   | access-date = 2 June 2014
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  {{저널 인용
   | author=Edwards, O. W.
   | author2=Dunn, R. L.
   | author3=Hatfield, J. D.
   | name-list-style=amp
   | year=1964
   | title=Refractive Index of Phosphoric Acid Solutions at 25 C.
   | journal=J. Chem. Eng. Data
   | volume=9 | issue=4 | pages=508–509
   | doi=10.1021/je60023a010
  }}</ref>
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| LogP = −2.15<ref name="chemsrc">{{웹 인용
  | url=https://www.chemsrc.com/en/cas/7664-38-2_329226.html
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}}|Section3={{Chembox Structure
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}}|Section4={{Chembox Thermochemistry
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| FlashPt = 불연성
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}}|Section8={{Chembox Related
| OtherFunction = {{ubl
 | [[하이포아인산]]
 | [[아인산]]
 | [[피로인산]]
 | [[삼인산]]
 | [[퍼옥시일인산]]
 | [[퍼옥시이인산]]
 }}
| OtherFunction_label = [[인]]의 [[산소산]]
 }}
}}

'''인산'''(燐酸, {{llang|en|phosphoric acid}})은 [[화학식]]이 <chem>H3PO4</chem>인 약산이다. '''오르토인산'''({{llang|en|orthophosphoric acid}})) 또는 '''인산(V)'''({{llang|en|phosphoric(V) acid}}))이라고도 한다. 순수한 인산은 무색의 [[고체]]이다.

세 개의 수소는 모두 다양한 정도의 [[산 (화학)|산성]]이어서 [[분자]]로부터 H<sup>+</sup> 이온([[양성자]])으로 떨어져 나갈 수 있다. 세 개의 H<sup>+</sup> 이온이 모두 떨어져 나가게 되면 일반적으로 인산염(燐酸, {{llang|en|phosphate}})이라고 하는 오르토인산 이온 PO<sub>4</sub><sup>3−</sup>이 된다. 하나 또는 두 개의 H<sup>+</sup> 이온이 떨어져 나가면 인산 이수소 이온 {{chem|H|2|PO|4|−}} 또는 인산 수소 이온 {{chem|HPO|4|2−}}가 각각 생성된다. 오르토인산은 또한 [[유기인산염]]이라고 하는 [[에스터]]를 형성한다.<ref name="Westheimer">{{저널 인용|last=Westheimer |first=F.H. |author-link=Frank Westheimer |title=Why nature chose phosphates |journal=Science |volume=235 |issue=4793 |pages=1173–1178 (see pp. 1175–1176) |date=6 June 1987 |doi=10.1126/science.2434996 |bibcode=1987Sci...235.1173W|citeseerx=10.1.1.462.3441 |pmid=2434996 }}</ref>

인산은 무색, 무취, 비[[휘발성]] 시럽 액체인 85% 수용액의 형태로 화학 실험실에서 흔히 발견된다. 비록 인산이 강산의 엄격한 정의를 충족시키지는 못하지만, 85% 수용액은 [[피부]]를 심하게 자극하고 [[눈 (해부학)|눈]]을 손상시킬 수 있다. "오르토인산"이라는 이름은 인산을 [[피로인산]]과 같은 다른 "[[인산과 인산염|인산]]"들과 구별하는 데 사용할 수 있다. 그럼에도 불구하고 "인산"이라는 용어는 보통 이 특정 화합물을 의미하며, 이것이 현재 [[IUPAC 명명법]]에 의한 이름이다.

== 제조 ==
인산은 두 가지 일반적인 경로를 통해 산업적으로 생산된다.<ref>{{서적 인용|last1=Becker |first1=Pierre |title=Phosphates and phosphoric acid |date=1988 |publisher=Marcel Dekker |location=New York |isbn=978-0824717124}}</ref> 습식 공정에서 [[수산화인회석]] 칼슘과 같은 인산염 함유 광물은 [[황산]]으로 처리된다.<ref>{{Greenwood&Earnshaw2nd|pages=520–522}}</ref>
: <chem>Ca5(PO4)3OH + 5H2SO4 -> 3H3PO4 + 5CaSO4v + H2O</chem>
[[플루오린인회석]]은 대체 원료이며, 이 경우에 플루오린화물은 불용성 화합물인 Na<sub>2</sub>SiF<sub>6</sub>로 제거된다. 인산 용액은 일반적으로 23–33% P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> (32–46% H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>)를 포함하고 있다. 이것은 약 54–62% [[오산화 인|P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>]] (75–85% H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>)를 함유하고 있는 상업용 인산을 생산하기 위해 농축될 수 있다. 추가로 물을 제거하면 P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> 농도가 70% 이상(거의 100% H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>에 해당)인 초인산이 생성된다. 부산물로 [[황산 칼슘]](석고)이 생성되고, [[인산부생석고]]로 제거된다.

식품용 인산을 생성하기 위해 먼저 인광석을 [[전기아크로]]에서 [[코크스]]와 함께 환원시켜 [[인]] 원소를 만든다. 실리카도 첨가되어 [[규산 칼슘]] 슬래그가 생성된다. 인 원소는 용광로에서 증류되어 공기와 함께 연소돼 고순도의 [[오산화 인]]이 생성되며, 이를 물에 용해시켜 인산을 만든다.

이러한 두 가지 공정에서 생산된 인산은 불순물인 비소 및 기타 잠재적인 독성 화합물을 제거하기 위해 추가로 정제할 수 있다.

== 산성 특성 ==
3개의 수소는 모두 산성이며, [[해리 상수]] p''K''<sub>a1</sub> = 2.14, p''K''<sub>a2</sub> = 7.20, p''K''<sub>a3</sub> = 12.37이다. 따라서 수용액에서 인산은 매우 낮은 [[수소 이온 농도 지수|pH]]를 제외하고 대부분 3가지 음이온의 일부 조합으로 해리된다. 화학 평형식은 다음과 같다.
:H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>O  ⇄  H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> + H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub><sup>−</sup> ,   ''K''<sub>a1</sub>= 7.25×10<sup>−3</sup> ,   [p''K''<sub>a1</sub> = 2.14]
:H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub><sup>−</sup>+ H<sub>2</sub>O  ⇄  H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> + HPO<sub>4</sub><sup>2−</sup> ,   ''K''<sub>a2</sub>= 6.31×10<sup>−8</sup> ,   [p''K''<sub>a2</sub> = 7.20]
:HPO<sub>4</sub><sup>2−</sup>+ H<sub>2</sub>O  ⇄  H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> + PO<sub>4</sub><sup>3−</sup> ,   ''K''<sub>a3</sub>= 3.98×10<sup>−13</sup> ,   [p''K''<sub>a3</sub> = 12.37]

== 용도 ==
인산의 주된 용도는 [[비료]]이며, 생산량의 약 90%가 비료로 사용된다.<ref name=Ullmann>{{Ullmann|first1=Klaus|last1=Schrödter|first2=Gerhard|last2=Bettermann|first3=Thomas |last3=Staffel|first4=Friedrich|last4=Wahl|first5=Thomas|last5=Klein|first6=Thomas|last6=Hofmann|title=Phosphoric Acid and Phosphates|year=2008|doi=10.1002/14356007.a19_465.pub3}}</ref>
{| class="wikitable"
|-
!  용도
!  수천 톤의 수요(2006년)
!  주요 인산염 유도체
|-
| 비누 및 세제 || 1836 || [[삼인산 나트륨]]
|-
| 식품 산업 || 309 || [[삼인산 나트륨]] (Na<sub>5</sub>P<sub>3</sub>O<sub>10</sub>), [[헥사메타인산 나트륨]], [[인산 삼나트륨]], [[피로인산 이나트륨]], [[알루미늄 인산 나트륨]], [[인산이수소 칼슘]], [[인산 이나트륨]] (Na<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub>), H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>
|-
| [[물 처리]]|| 164 || 헥사메타인산 나트륨, 삼인산 나트륨, [[피로인산 사나트륨]], [[인산이수소 나트륨]] (NaH<sub>2</sub>PO<sub>4</sub>), 인산 이나트륨
|-
| [[치약]]|| 68 || [[인산 이칼슘]] (CaHPO<sub>4</sub>), IMP, SMFP
|-
| 기타 용도 || 287 || 삼인산 나트륨 (Na<sub>3</sub>P<sub>3</sub>O<sub>9</sub>), TCP, APP, DAP, [[인산 아연]] (Zn<sub>3</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>), [[인산 알루미늄]] (AlPO<sub>4</sub>, H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>)
|}

식품용 인산(첨가제 E338<ref name=fgovuk>{{웹 인용|url=http://www.food.gov.uk/policy-advice/additivesbranch/enumberlist#h_7|title=Current EU approved additives and their E Numbers|date=14 March 2012|publisher=Foods Standards Agency|access-date=22 July 2012|archive-date=19 July 2013|archive-url=https://www.webcitation.org/6IDaVXq1n?url=http://www.food.gov.uk/policy-advice/additivesbranch/enumberlist#h_7|url-status=live}}</ref>)은 다양한 [[콜라]], [[잼]]과 같은 식품 및 음료를 산성화하는 데 사용되어 톡쏘는 신맛을 내게 한다. 인산은 또한 [[방부제]] 역할을 한다.<ref>{{웹 인용|title=Why is phosphoric acid used in some Coca‑Cola drinks?{{!}} Frequently Asked Questions {{!}} Coca-Cola GB|url=https://www.coca-cola.co.uk/our-business/faqs/why-is-phosphoric-acid-used-in-coca-cola-drinks-diet-coke-coke-zero|access-date=2021-08-31|website=www.coca-cola.co.uk|language=en-GB|archive-date=2 August 2021|archive-url=https://web.archive.org/web/20210802114054/https://www.coca-cola.co.uk/our-business/faqs/why-is-phosphoric-acid-used-in-coca-cola-drinks-diet-coke-coke-zero|url-status=live}}</ref> [[코카콜라]]를 포함하는 인산을 함유한 [[청량 음료]]는 때때로 [[인산염 소다]] 또는 인산염으로 불린다. 청량 음료의 인산은 치아 부식을 유발할 가능성이 있다.<ref>{{저널 인용|title=Dietary advice in dental practice|journal=British Dental Journal|volume=193|issue=10|pages=563–568|date=23 November 2002|doi=10.1038/sj.bdj.4801628|pmid=12481178|last1=Moynihan|first1=P. J.|doi-access=free}}</ref> 인산은 또한 [[신장결석]]을 형성하는 데 기여할 가능성이 있는데, 특히 이전에 신장결석을 가지고 있었던 사람들에게 그러하다.<ref name=Qa2014>{{저널 인용|last1= Qaseem |first1= A |last2= Dallas |first2= P |last3= Forciea |first3= MA |last4= Starkey |first4= M |last5= Denberg |first5= TD |display-authors= 4 |title= Dietary and pharmacologic management to prevent recurrent nephrolithiasis in adults: A clinical practice guideline from the American College of Physicians |journal= Annals of Internal Medicine |date= 4 November 2014 |volume= 161 |issue= 9 |pages= 659–67 |doi= 10.7326/M13-2908 |pmid=25364887|doi-access= free }}</ref>

인산의 특정 용도들은 다음과 같다.
* [[인산염 피막 처리]] 또는 [[부동태화]]에 의한 방청 처리
** [[파커라이징]] 공정을 통한 [[철]] [[산화]] 방지
* [[인-31 핵자기공명]]에 대한 외부 표준
* [[인산형 연료 전지]]
* [[활성탄]] 생산<ref>{{저널 인용| last1 = Toles | first1 = C. | last2 = Rimmer | first2 = S. | last3 = Hower | first3 = J. C. | doi = 10.1016/S0008-6223(96)00093-0 | title = Production of activated carbons from a washington lignite using phosphoric acid activation | url = https://archive.org/details/sim_carbon_1996_34_11/page/n112 | journal = Carbon | volume = 34 | issue = 11 | pages = 1419 | year = 1996 }}</ref>
* 화합물 반도체 공정에서 [[인듐 인화물]]에 대해 선택적으로 [[인듐 갈륨 비소화물]]을 에칭하기 위해<ref>[http://terpconnect.umd.edu/~browns/wetetch.html Wet chemical etching.] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120925075407/http://terpconnect.umd.edu/~browns/wetetch.html |date=25 September 2012 }} umd.edu.</ref>
* [[이산화 규소]]에 대해 선택적으로 [[질화 규소]]를 에칭하기 위한 [[미세 가공]]<ref name="Wolf">{{서적 인용|title =Silicon processing for the VLSI era: Volume 1 – Process technology |last = Wolf |first = S. |author2=R. N. Tauber |year=1986 |page=534 |isbn=978-0-9616721-6-4}}</ref>
* [[화장품]] 및 스킨케어 제품의 [[수소 이온 농도 지수|pH]] 조절제<ref>{{웹 인용|publisher = Paula's Choice|title = Ingredient dictionary: P|work = Cosmetic ingredient dictionary|access-date = 16 November 2007|url = http://www.cosmeticscop.com/learn/cosmetic_dictionary.asp?id=21&letter=P|url-status = dead|archive-url = https://web.archive.org/web/20080118084632/http://www.cosmeticscop.com/learn/cosmetic_dictionary.asp?id=21&letter=P|archive-date = 18 January 2008|df = dmy-all}}</ref>
* [[유제품]], [[식품]] 및 [[양조|양조 산업]]에서의 살균제<ref>{{웹 인용|url=http://www.fivestarchemicals.com/wp-content/uploads/StarSanTech-HB2.pdf|title=STAR SAN|publisher=Five Star Chemicals|access-date=17 August 2015|archive-date=8 February 2016|archive-url=https://web.archive.org/web/20160208134008/http://www.fivestarchemicals.com/wp-content/uploads/StarSanTech-HB2.pdf|url-status=live}}</ref>

== 안전성 ==
장기간의 규칙적인 콜라 섭취와 중년 후반의 여성(남성은 아님)의 [[골다공증]] 사이에 연관성이 있는 것으로 나타났다.<ref>{{저널 인용|vauthors=Tucker KL, Morita K, Qiao N, Hannan MT, Cupples LA, Kiel DP | title=Colas, but not other carbonated beverages, are associated with low bone mineral density in older women: The Framingham Osteoporosis Study| journal=American Journal of Clinical Nutrition| volume=84| pages=936–942| issue = 4| date = 1 October 2006| pmid = 17023723 | doi=10.1093/ajcn/84.4.936| doi-access=free}}</ref> 이것은 인산의 존재 때문이라고 생각되었고, 여성에서의 위험성은 낮은 골밀도와 상관 관계가 있는 콜라를 많이 섭취하는 것과 함께 다이어트 콜라나 카페인이 없는 콜라보다 [[설탕]]과 [[카페인]]이 함유된 콜라에서 더 큰 것으로 나타났다.

적당한 농도의 인산 용액은 피부에 자극적이다. 농축된 용액과 접촉시 심각한 피부 화상과 영구적인 눈 손상을 일으킬 수 있다.<ref name=":0">{{웹 인용|url=http://www.sigmaaldrich.com/MSDS/MSDS/DisplayMSDSPage.do?country=US&language=en&productNumber=345245&brand=ALDRICH&PageToGoToURL=http%3A%2F%2Fwww.sigmaaldrich.com%2Fcatalog%2Fproduct%2Faldrich%2F345245%3Flang%3Den|title=Phosphoric Acid, 85 wt.% SDS|date=5 May 2016|website=Sigma-Aldrich|access-date=16 January 2017|archive-date=18 January 2017|archive-url=https://web.archive.org/web/20170118123759/http://www.sigmaaldrich.com/MSDS/MSDS/DisplayMSDSPage.do?country=US&language=en&productNumber=345245&brand=ALDRICH&PageToGoToURL=http%3A%2F%2Fwww.sigmaaldrich.com%2Fcatalog%2Fproduct%2Faldrich%2F345245%3Flang%3Den|url-status=live}}</ref>

== 같이 보기 ==
* [[인산 암모늄]] 비료와 같은 인산염 [[비료]]
* [[인산염]]
* [[피로인산]] ([[이인산]])
* [[삼인산]]

== 각주 ==
{{각주|30em}}

== 인용 출처 ==
*{{서적 인용| editor= Haynes, William M. | year = 2011 | title = CRC Handbook of Chemistry and Physics | url= https://archive.org/details/crchandbookofche0000unse_e9l0 | edition = 92nd | publisher = CRC Press | isbn = 978-1439855119|  }}

== 외부 링크 ==
{{위키공용분류|Phosphoric acid|lcfirst=yes}}
* [http://www.npi.gov.au/substances/phosphoric-acid/index.html National pollutant inventory – Phosphoric acid fact sheet]
* [https://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0506.html NIOSH Pocket guide to chemical hazards]

{{수소 화합물}}
{{전거 통제}}

[[분류:무기산]]
[[분류:인(V) 화합물]]
[[분류:향미료]]
[[분류:산도 조절제]]
[[분류:인산염]]
[[분류:인의 산소산]]
[[분류:수소 화합물]]
[[분류:산 촉매]]
[[분류:E 번호 첨가제]]
[[분류:식품 산화 방지제]]