질산 (Nitric Acid)
한 줄 정의: 수용액에서 완전히 이온화되는 강산이면서 동시에 강력한 산화제로도 작용하는 물질(HNO3)입니다.
쉽게 풀면
질산은 무색 또는 시간이 지나면 약간 노란빛을 띠는 자극적인 냄새의 액체로, 진한 상태에서는 빛에 의해 서서히 분해되어 이산화질소를 내놓기도 합니다. 다른 강산과 달리 질산은 산성뿐 아니라 산화력도 강해서, 수소보다 반응성이 낮은 구리 같은 금속과도 반응해 녹일 수 있습니다. 이때는 수소 기체 대신 질소 산화물 기체가 발생하는 것이 특징입니다.
왜 중요한가
질산은 금속의 용해, 질산화 반응(니트로기 도입), 그리고 각종 정성분석에서 핵심적으로 쓰이는 시약입니다. 산성과 산화력을 동시에 가지고 있어 다른 강산으로는 반응하지 않는 금속이나 물질을 처리해야 할 때 우선적으로 고려되는 시약입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"금속 시료는 nitric acid로 완전히 용해시킨 후 원자흡광분광법으로 원소 함량을 정량하였다."
질산의 강한 용해력을 이용해 분석 시료를 전처리했다는 뜻입니다.
"벤젠의 질산화 반응은 진한 질산과 황산의 혼합산을 이용하여 수행되었다."
질산이 방향족 고리에 니트로기를 도입하는 반응에 쓰였다는 의미입니다.
조금 더 깊게 보면
진한 질산이 구리 같은 금속과 반응할 때는 수소 이온이 환원되는 것이 아니라 질산 이온(NO3-) 자체가 환원되어 이산화질소(NO2) 기체를 만들어내며, 묽은 질산에서는 대신 일산화질소(NO)가 생성되는 등 농도에 따라 환원 생성물이 달라지는 특징이 있습니다. 이는 질산이 산화제로서 작용하기 때문에 나타나는 현상으로, 염산 같은 비산화성 산과 뚜렷하게 대비됩니다.
주의할 점
질산은 유독물질로 분류되며 강한 산화력 때문에 유기물과 접촉하면 격렬한 반응이나 화재 위험이 있습니다. 피부에 닿으면 노란색으로 변색되는 특유의 반응(잔토프로테인 반응)이 일어날 정도로 부식성이 강해 반드시 보호장비를 착용하고 흄후드에서 다뤄야 합니다.