화학 약품

화학 약품은 그 용도에 따라 크게 다섯 가지 범주로 나눌 수 있다. 첫째, 의약품은 질병의 치료, 예방, 진단을 목적으로 사용되는 물질로, 약학의 핵심 연구 대상이다. 둘째, 산업용 화학품은 화학 공업이나 제조업 공정에서 원료, 중간체, 첨가제로 활용되어 다양한 물질을 합성하거나 가공하는 데 쓰인다. 셋째, 실험실 시약은 과학적 연구, 분석, 실험을 수행하기 위해 사용되며, 높은 순도를 요구하는 경우가 많다. 넷째, 농약은 농업에서 해충, 질병, 잡초를 방제하여 작물의 생산성을 높이는 데 기여한다. 다섯째, 일반 화학 물질은 세제, 접착제, 도료 등 일상 생활 용품의 제조에 널리 사용된다.

이러한 분류는 상호 배타적이지 않을 수 있다. 예를 들어, 에탄올은 소독용 의약품이기도 하면서, 동시에 용매로서 산업용 화학품 또는 실험실 시약으로도 기능한다. 각 용도에 맞는 약품은 그에 적합한 순도, 규격, 안전 기준이 적용되며, 이는 물질안전보건자료를 통해 확인할 수 있다. 따라서 화학 약품을 취급할 때는 의도된 용도를 정확히 파악하고 그에 상응하는 안전 수칙을 준수하는 것이 중요하다.

화학 약품은 그 화학적 성질에 따라 여러 범주로 분류된다. 이는 물질의 반응성, 산-염기 특성, 또는 전기적 성질 등에 기반을 둔다. 이러한 분류는 물질의 저장, 취급 방법 및 잠재적 위험을 이해하는 데 필수적이다.

산과 염기는 가장 기본적인 분류 중 하나로, 수용액에서 수소 이온을 내놓는 물질을 산이라 하며, 수산화 이온을 내놓거나 수소 이온을 받아들이는 물질을 염기라 한다. 중화 반응은 산과 염기가 반응하여 염과 물을 생성하는 대표적인 반응이다. 산화제와 환원제는 전자를 주고받는 반응, 즉 산화환원 반응에서 핵심적인 역할을 한다. 산화제는 다른 물질을 산화시키는 물질이며, 환원제는 다른 물질을 환원시키는 물질이다.

유기 화합물과 무기 화합물로의 분류도 중요하다. 유기 화합물은 일반적으로 탄소를 주된 골격으로 하며, 수소, 산소, 질소 등의 원소와 결합하여 형성된다. 석유 화학 제품, 의약품, 플라스틱의 원료 등이 여기에 속한다. 반면 무기 화합물은 탄소를 주성분으로 하지 않는 물질로, 금속 산화물, 광물, 염산이나 황산과 같은 무기산, 그리고 다양한 염류 등이 포함된다.

화학 약품은 그 화학적 성질과 인체 및 환경에 미치는 영향에 따라 다양한 위험성 등급으로 분류된다. 이러한 분류는 국제적으로 통용되는 GHS(Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals) 체계를 기준으로 이루어지며, 물질안전보건자료와 제품 라벨을 통해 정보가 제공된다.

위험성 분류의 주요 기준은 물리적 위험, 건강 위험, 환경 위험으로 구분된다. 물리적 위험에는 가연성, 폭발성, 산화성 등의 성질이 포함되며, 건강 위험에는 급성 독성, 부식성, 발암성, 생식 독성 등이 있다. 환경 위험은 수생 생태계에 대한 독성 등을 평가한다. 이러한 분류에 따라 화학 약품에는 해당 위험을 나타내는 그림 문장과 경고 문구가 표시되어야 한다.

위험 등급에 따라 화학 약품의 저장, 운반, 취급, 폐기 방법이 엄격하게 규정된다. 예를 들어, 고위험성 물질은 특수한 보관함에 격리 보관하거나 이중 용기에 담아야 하며, 취급 시에는 적절한 개인 보호 장비를 착용해야 한다. 또한, 유해화학물질 관리법 및 관련 국제 규정을 준수하여 사고 예방과 비상 대응 체계를 마련하는 것이 필수적이다.

화학 약품의 제조 공정은 목적과 최종 제품의 순도에 따라 크게 벌크 생산과 정제 공정으로 나뉜다. 벌크 생산은 원료 물질을 화학 반응시켜 목표 물질을 대량으로 합성하는 단계로, 반응기에서 촉매를 사용하거나 특정 온도와 압력 조건을 조절하여 진행된다. 이 과정은 주로 석유 화학이나 기초 화학 산업에서 이루어지며, 합성된 물질은 보통 불순물을 많이 포함한 중간체나 원료의 형태를 띤다.

이후 정제 공정을 통해 목표하는 순도와 규격에 맞게 약품을 가공한다. 정제 방법에는 증류, 재결정, 크로마토그래피, 여과 등이 있으며, 의약품이나 고순도 시약의 경우 여러 정제 공정이 단계적으로 결합되어 사용된다. 예를 들어, 활성탄 처리로 착색물을 제거한 후 증류나 재결정으로 순도를 높이는 방식이다. 최종적으로는 건조 공정을 거쳐 수분을 제거하고 안정된 형태의 제품을 얻는다.

제조 공정 전반은 품질 관리 체계 하에 철저히 관리된다. 각 공정 단계마다 샘플링을 통해 중간체의 순도와 반응 진행도를 분석하며, 최종 제품은 규격에 명시된 순도, 불순물 함량, 함수율 등을 분석 화학적 방법으로 검증한다. 특히 의약품 제조에는 GMP(우수 제조 관리 기준)와 같은 국제적 표준이 엄격하게 적용되어 공정의 일관성과 제품의 안전성을 보장한다.

화학 약품의 순도는 그 물질이 얼마나 순수한 상태인지를 나타내는 척도이다. 순도는 화학 약품의 품질을 결정하는 가장 중요한 요소 중 하나로, 불순물의 종류와 양에 따라 반응 결과나 제품의 성능, 안전성에 직접적인 영향을 미친다. 따라서 각 화학 약품은 용도에 맞는 적절한 순도 등급으로 생산 및 공급된다. 예를 들어, 의약품이나 생명공학 연구에 사용되는 물질은 극히 높은 순도를 요구하는 반면, 일부 산업용 화학품은 상대적으로 낮은 순도로도 사용될 수 있다.

화학 약품의 규격은 해당 물질이 만족해야 하는 품질 기준을 명시한 것이다. 이는 공식적인 약전이나 산업 표준, 제조사 자체 규격 등에 의해 정의된다. 대표적인 약전으로는 미국약전(USP), 유럽약전(Ph. Eur.), 일본약전(JP) 등이 있으며, 이들은 의약품 원료의 순도, 시험 방법, 기준 등을 규정한다. 산업용 또는 실험실 시약의 경우 ACS 시약 등급(American Chemical Society)이나 다양한 회사별 등급(예: HPLC 등급, 시약 특급 등)이 품질을 구분하는 기준이 된다.

순도를 확인하고 규격에 적합한지를 판단하기 위해 다양한 분석 방법이 사용된다. 융점 측정, 비중 측정, 적정과 같은 고전적인 방법부터 크로마토그래피(HPLC, GC), 분광법(NMR, IR, UV-Vis), 원소 분석 등 현대적인 기기 분석법까지 폭넓게 활용된다. 이러한 분석을 통해 주성분의 함량은 물론, 미량의 불순물까지 정량적으로 확인하여 화학 약품의 품질을 철저히 관리한다.

화학 약품의 순도와 규격 정보는 제품 라벨이나 물질안전보건자료(MSDS)에 명시되어 사용자에게 제공된다. 연구나 생산 과정에서 정확한 결과를 얻고 안전사고를 예방하기 위해서는 사용 목적에 맞는 등급의 화학 약품을 선택하고, 제공된 규격 정보를 숙지하는 것이 필수적이다. 특히 의료나 식품 관련 분야에서는 법적으로 엄격한 규격 준수가 요구된다.

화학 약품의 저장은 안전성과 효능 유지를 위해 매우 중요하다. 부적절한 저장은 약품의 분해, 변질, 오염을 초래할 뿐만 아니라 화재, 폭발, 유독 가스 발생 등의 심각한 안전 사고로 이어질 수 있다. 따라서 각 화학 약품의 물리적, 화학적 특성에 맞는 적절한 환경에서 보관해야 한다.

일반적으로 화학 약품은 직사광선을 피해 서늘하고 건조한 곳에 보관한다. 많은 약품이 빛, 열, 습기에 의해 변질되기 때문이다. 특히 인화성 액체(예: 에테르, 아세톤)는 인화점이 낮아 냉장고나 냉동고와 같은 전기 스파크가 발생할 수 있는 밀폐 공간에 보관해서는 안 되며, 전용 인화성 물질 저장고에 둔다. 산화제와 환원제, 산과 염기처럼 서로 반응할 수 있는 물질은 반드시 분리하여 저장해야 한다.

냉장 또는 냉동이 필요한 약품도 많다. 일부 효소, 항체, 배지와 같은 생물학적 시약이나 불안정한 화합물은 열에 의해 쉽게 분해되므로 지정된 온도 범위를 엄격히 지켜야 한다. 또한 습기에 민감한 약품은 건조제를 함께 넣거나 데시케이터에 보관한다. 휘발성이나 악취가 강한 물질, 독성 가스를 발생시킬 수 있는 물질은 환기 장치가 잘 갖춰진 흡입후드 내에서 다루고 보관하는 것이 원칙이다.

저장 용기의 선택도 중요하다. 광분해를 일으키는 물질은 갈색 병에, 강한 산이나 염기는 폴리에틸렌 용기에, 알칼리 금속은 광물성 오일 속에 보관하는 등 약품의 성질에 맞는 용기를 사용해야 한다. 모든 저장 용기에는 명확한 라벨을 부착하여 내용물, 농도, 위험성, 저장 조건, 제조일 또는 개봉일 등을 표기해야 한다. 이를 통해 사고를 예방하고 약품의 유효 기간을 관리할 수 있다.

화학 약품을 취급할 때는 반드시 해당 물질의 물질안전보건자료(MSDS)를 확인하고 준수해야 한다. 이 자료에는 물질의 위험성, 취급 시 주의사항, 응급 조치 방법 등이 상세히 기재되어 있다. 취급자는 화학 약품의 특성에 맞는 적절한 개인 보호 장비(PPE)를 착용해야 하며, 이에는 안전 고글, 방독면, 방호복, 방호 장갑 등이 포함된다.

화학 약품을 다루는 모든 작업은 국소 배기 장치가 설치된 푸름이 또는 적절한 환기가 이루어지는 공간에서 수행되어야 한다. 취급 중에는 음식물 섭취, 흡연, 화장품 사용을 금지하며, 작업 후에는 반드시 손을 철저히 씻어야 한다. 특히 휘발성이나 독성을 가진 물질을 다룰 때는 추가적인 주의가 필요하다.

사고 발생 시를 대비해 비상 샤워기와 안면 세척기, 소화기, 흡착제 등의 안전 설비를 작업장 근처에 비치해야 한다. 화학 약품이 피부나 눈에 접촉되었을 경우 즉시 다량의 물로 씻어내고, 흡입되었을 경우 신선한 공기로 대피한 후 즉시 의료 기관의 도움을 받아야 한다.

사용이 끝나거나 유통 기한이 지난 화학 약품, 그리고 실험 후 발생한 폐기물은 환경 오염과 사고를 방지하기 위해 별도로 분리하여 수집해야 한다. 이들은 일반 쓰레기와 혼합해서는 안 되며, 관련 법규에 따라 지정된 방법으로 처리하거나 전문 폐기물 처리업체에 위탁해야 한다.