일상 속에서 흔히 접하는 화학물질 중에는 상온에서 기체 상태로 존재하거나 쉽게 기화되는 것들이 많습니다. 

하지만 모든 화학물질이 그런 것은 아닙니다. 오늘은 '가스가 발생하지 않는' 화학물질의 비밀을 기술적으로 깊이 파헤쳐 보겠습니다.

정의부터 바로잡기: '가스가 발생하지 않는' 화학물질

엄밀히 말해, 완전히 가스가 발생하지 않는 화학물질은 존재하지 않습니다. 모든 물질은 특정 온도와 압력 조건에서 기체로 변할 수 있습니다. 예를 들어, 물( H2O )도  100˚C 이상에서는 수증기라는 기체가 됩니다.

따라서 '가스가 발생하지 않는' 화학물질은 다음과 같이 정의하는 것이 더 정확합니다.

상온 및 상압 환경에서 기화되는 양이 극히 미미하여, 가스 형태로 존재하는 것을 감지하거나 인지하기 어려운 화학물질

이러한 특성은 주로 높은 끓는점과 낮은 증기압에 의해 결정됩니다.

기술적 원리: 높은 끓는점과 낮은 증기압

화학물질이 가스가 되지 않는 주요 원리는 분자 간의 인력에 있습니다.

1. 높은 끓는점

끓는점은 액체 상태의 물질이 기체 상태로 변하는 온도입니다. 물질의 분자 간 인력이 강할수록 분자를 흩어지게 만드는 데 더 많은 에너지가 필요하므로 끓는점이 높아집니다.

예를 들어, 무기산인 **황산( H2SO4​ )**은 끓는점이 약  337˚C에 달합니다. 이는 황산 분자 사이에 수소 결합과 강한 쌍극자-쌍극자 힘이 작용하기 때문입니다. 이러한 강력한 분자 간 인력 때문에 상온( 25˚C )에서는 거의 증발하지 않아 가스 형태로 존재하기 어렵습니다.

2. 낮은 증기압

증기압은 액체 표면에서 증발한 분자들이 가하는 압력입니다. 증기압이 낮다는 것은 같은 온도에서 증발하는 분자의 수가 매우 적다는 것을 의미합니다. 글리세롤의 경우, 상온( 20˚C 기준 )에서 증기압이 약 **0.0001 Pa**에 불과하며, 이는 일상적인 대기압( 101,325 Pa )의 약 10억분의 1 수준입니다.

이처럼 증기압이 낮은 이유는 분자 간에 작용하는 강력한 힘 때문입니다. 글리세롤 분자는 분자 내에 **하이드록시기(-OH)**를 여러 개 가지고 있어, 이들 사이에 매우 견고한 수소 결합 네트워크를 형성합니다. 이 강력한 결합력은 분자들이 액체 표면을 벗어나 기체 상태로 변하는 것을 극도로 어렵게 만듭니다.

따라서 글리세롤은 상온에서 가스 형태로 존재하기보다는, 점성이 높은 액체 상태를 유지하며 누출 시 액체 형태로 흘러내리는 것이 일반적입니다.

대표적인 저휘발성 화학물질

이러한 기술적 특성을 가진 대표적인 물질들은 주로 다음과 같습니다.

• 무기산: 황산, 인산 등 끓는점이 높은 강산들은 가스 발생 위험이 낮습니다.
• 고분자 화합물: 실리콘 오일, 글리세롤 등 분자량이 크고 분자 간 인력이 강한 물질들은 휘발성이 매우 낮습니다.

이러한 물질들은 가스 형태의 위험보다는 누액으로 인한 접촉 위험이 훨씬 큽니다. 따라서 가스 감지기보다는 누액 감지기를 설치하여 누출을 사전에 감지하고 오염을 방지하는 것이 훨씬 효율적이고 안전한 관리 방법입니다.