염화나트륨 수용액을 전기분해하여 얻는다. (+)극에서 염소, (-)극에서 나트륨이 석출되고 나트륨은 물과 화합하여 수산화나트륨이 되면서 수소가 발생한다.
전기분해 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2↑ + Cl2↑
탄산나트륨 수용액에 석회수를 가해서 얻는다.
Na2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + 2NaOH
② 성질
옛날부터 가성소다 또는 양잿물이라고 불러 왔다.
흰색의 고체로 수분을 흡수하여 녹는 성질인 조해성이 있다.
쓴맛이 있다.
물에는 많은 열을 내면서 잘 녹고, 수용액은 강한 알칼리성을 나타낸다.
공기 중의 이산화탄소를 흡수하여 흰색 가루인 탄산나트륨이 된다. 2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O 수산화나트륨 결정이나 수용액이 들어 있는 용기를 공기 중에 오래 두면 용기 주변에 흰색 가루가 생기거나 또는 세탁 비누를 공기 중에 오래 두면 흰색 가루가 생긴다.
단백질을 녹이는 성질이 있으므로 세탁 비누의 제조에 쓰이고, 털옷이나 명주로 된 옷의 세탁에는 이용할 수 없다. 중성세제를 사용하여 세탁하여야 한다.
양쪽성 원소(Al, Zn, Sn, Pb)와 반응하여 수소기체를 발생한다.
<수산화나트륨의 조해성> 수산화나트륨은 공기중의 수분을 흡수하여 녹는다.
③ 용도 : 비누, 종이, 펄프, 섬유, 옷감, 유리, 물감 등의 원료와 석유 정제에도 쓰인다.
2. 수산화칼륨(KOH)
① 수산화칼륨의 제법
염화칼륨(KCl) 수용액을 전기 분해하면 (+)극에서 염소, (-)극에서 칼륨이 석출되고 칼륨이 다시 물과 화합하여 수산화칼륨이 되면서 수소가 발생한다. 전기분해 2KCl + 2H2O → 2KOH + H2 + Cl2
② 성질 : 수산화나트륨과 성질이 비슷하다.
조해성이 있다.
고체나 수용액 상태에서 이산화탄소를 흡수하는 성질이 강하다.
물에 잘 녹아서 강한 염기성을 나타낸다.
③ 용도 : 제조비용이 많이 들어 값이 비싸므로 시약용이나 세수 비누의 제조 원료로 사용한다.
3. 수산화칼슘(Ca(OH)2)
① 수산화칼슘의 제법
석회석(천연으로 산출되는 탄산칼슘(CaCO3))을 가열하면 산화칼슘과 이산화탄소가 생기는데 이때 생성된 산화칼슘에 물을 가하여 얻는다.
CaCO3 → CaO + CO2
CaO + H2O → Ca(OH)2
② 성질
백색의 분말로서 소석회라고도 한다.
물에 잘 녹지 않으나 일단 물에 녹기 시작하면 이온화하는 정도가 크므로 강한 염기성을 나타내며, 그 수용액을 석회수라고 한다.
석회수에 이산화탄소를 불어 넣으면 처음에는 흰색 앙금(탄산칼슘)이 생기고, 계속 이산화탄소를 가하면 물에 녹아 탄산수소칼슘으로 변하여 다시 맑은 용액이 된다.(석회 동굴의 생성 원리)
염화암모늄(NH4Cl)과 강한 염기인 수산화칼슘(Ca(OH)2)의 혼합물을 가열하여 암모니아를 얻는다.
2NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2(염화칼슘) + 2H2O + 2NH3
공업적으로는 하아버법으로 만든다.(200℃, 200기압 이상의 조건에서 실험)
N2 + 3H2 → 2NH3(암모니아) 촉매:Fe+Al2O3
② 성질
암모니아수라고도 한다. 시중에 시판되는 것은 28%의 암모니아를 녹인 용액이다.
NH3 + H2O → NH4OH(수산화암모늄)
휘발성 액체로서 병마개를 열면 자극성의 냄새가 나는 암모니아 기체가 나온다.
수용액 중에서 대부분이 분자 상태로 있으며 이온화가 잘 되지 않으므로 약한 염기성을 나타낸다.
염화수소와 암모니아가 만나면 흰 연기가 나므로 검출법으로 쓰인다.
NH3 + HCl → NH4Cl(염화암모늄-흰 연기)
암모니아는 15℃, 9기압에서 액체로 되며 액체가 기화할 때 주위에서 많은 열을 흡수하므로 냉동제로 사용된다.
암모니아는 물에 너무 잘 녹는다.(물 1L에 암모니아 700L가 녹는다.)
암모니아는 요소 비료의 원료이다.
2NH3 + CO2 → (NH2)2CO(요소) + H2O
암모니아에 네슬러 시약을 넣으면 황갈색으로 된다.
암모니아가 포집된 플라스크에 몇 방울의 물을 가하면 암모니아가 700배 이상의 부피로 녹기 때문에 그 속이 거의 진공 상태로 되어 분수 현상이 일어난다. 이 때, 물에 페놀프탈레인 용액 몇 방울을 넣으면 암모니아를 녹인 용액은 수산화암모늄이 되므로 붉은색의 분수 현상이 일어난다. (플라스크안의 암모니아 대신 물에 잘 녹는 염화수소 기체로 대신할 수 있다.)
* 암모니아 기체의 포집
암모니아는 공기보다 가볍고 물에 잘 녹기 때문에 그림에서 보는 바와 같이 상방 치환으로 기체를 포집한다.
염기(Base)의 종류
1. 수산화나트륨(NaOH)
① 수산화나트륨의 제법
전기분해
2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2↑ + Cl2↑
Na2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + 2NaOH
② 성질
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O
수산화나트륨 결정이나 수용액이 들어 있는 용기를 공기 중에 오래 두면 용기 주변에 흰색 가루가 생기거나 또는 세탁 비누를 공기 중에 오래 두면 흰색 가루가 생긴다.
<수산화나트륨의 조해성>
수산화나트륨은 공기중의 수분을 흡수하여 녹는다.
③ 용도 : 비누, 종이, 펄프, 섬유, 옷감, 유리, 물감 등의 원료와 석유 정제에도 쓰인다.
2. 수산화칼륨(KOH)
① 수산화칼륨의 제법
전기분해
2KCl + 2H2O → 2KOH + H2 + Cl2
② 성질 : 수산화나트륨과 성질이 비슷하다.
③ 용도 : 제조비용이 많이 들어 값이 비싸므로 시약용이나 세수 비누의 제조 원료로 사용한다.
3. 수산화칼슘(Ca(OH)2)
① 수산화칼슘의 제법
CaCO3 → CaO + CO2
CaO + H2O → Ca(OH)2
② 성질
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O
(탄산칼슘)
CaCO3 + H2O + CO2 ↔ Ca(HCO3)2
가열 (탄산수소칼슘)
Ca(HCO3)2 → Ca2+ + 2HCO3-
석회수 : 수산화칼슘 수용액 석회석 : 탄산칼슘(CaCO3)
③ 용도 : 표백분의 제조, 시멘트의 원료, 산성 토양의 중화에 쓰인다.
* 표백분의 제조 - Ca(OH)2 + Cl2 → CaCl(ClO)·H2O(클로로칼키)
4. 수산화암모늄(NH4OH)
① 수산화암모늄의 제법- 암모니아 기체를 물에 녹인 수용액으로 약한 염기이다.
2NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2(염화칼슘) + 2H2O + 2NH3
N2 + 3H2 → 2NH3(암모니아)
촉매:Fe+Al2O3
② 성질
NH3 + H2O → NH4OH(수산화암모늄)
NH3 + HCl → NH4Cl(염화암모늄-흰 연기)
2NH3 + CO2 → (NH2)2CO(요소) + H2O
이 때, 물에 페놀프탈레인 용액 몇 방울을 넣으면 암모니아를 녹인 용액은 수산화암모늄이 되므로 붉은색의 분수 현상이 일어난다. (플라스크안의 암모니아 대신 물에 잘 녹는 염화수소 기체로 대신할 수 있다.)
* 암모니아 기체의 포집
암모니아는 공기보다 가볍고 물에 잘 녹기 때문에 그림에서 보는 바와 같이 상방 치환으로 기체를 포집한다.
③ 용도 : 비료의 원료, 공업 약품, 냉동제 등으로 쓰인다.