Ⅱ 주변의 화합물
1. 물과 공기
(1) 물
ꊱ 물의 여러 가지 현상
① 물의 분포 : 바닷물(97%), 빙하와 극지방의 얼음(2%)
지하수, 호수, 하천, 대기(1%)
② 물의 순환 : 증발과 강우의 과정에서 공기 중의 먼지나 다른 오염 물 질을 씻어 내려 환경 정화 작용을 한다.
③ 물의 액성
㉠ 빗물 : 공기 중의 이산화탄소를 녹여 산성을 나타낸다.
㉡ 바닷물 : 하천이나 지하를 흐르는 동안 여러 오염 물질이나 흙 속의 염류 등을 포함하게 되는데 이 때 칼슘이온이 나 마그내슘이온 등에 의해 염기성을 띠게 된다.
ꊲ 물의 구조와 성질
① 지구상 물은 2%만 고체 나머지 대부분은 액체오 존재
② 물은 분자 사이에 인력이 강함
③ 물은 쉽게 온도변화가 일어나지 않는다.
끓는점이 높다 → 일정량의 수분 유지
비열이 크다 → 일정한 체온 유지
용해성이 크다 → 영양분의 흡수와 독성 물질 배출
④ 물은 얼음보다 밀도가 크다.
얼 때 부피가 증가한다 → 겨울철 물 속의 생물 생존
⑤ 물의 성분
0. 물의 전기 분해
2H2O(l) → 2H2(g)+O2(g)
(-)극 (+)극
0. 수소의 제법과 성질
수소보다 이온화 경향이 큰 금속과 산이 반응할 때 만들어진다.
Mg+2HCl → MgCl2+H2
모든 물질 중에서 가장 가벼운 물질로 대단히 잘 탄다.
수소는 연소할 때 많은 열을 방출하고 공해 물질을 배출하지 않는다.
폭발의 위험과 저장의 어려움 때문에 일반 연료로 사용되지 않고 있다.
0. 산소의 제법과 성질
이산화망간을 촉매로 하여 과산화수소를 분해하여 얻는다.
2H2O2 → 2H2O+O2
생물의 호흡이나 물질의 연소에 꼭 필요한 물질로 여러 가지 물질과 잘 반응한다.
* 물에 적용되는 원리
1) 파스칼의 원리: 갇힌 액체에 압력을 가하면 모든 부분으로 압력이 전달됨
2) 아르키메데스의 원리: 물체를 물 속에 담그면 그 물체의 부피와 같은 물의 무게만큼 가벼워진다.
3) 표면장력: 물분자끼리 서로 잡아당기는 힘이 작용하여 표면적을 되도록 작게 하려는 힘이 작용
4) 모세관현상: 관이 가늘수록 물이 높은 곳까지 스며 올라간다.
ꊳ 물의 정화
① 자정 작용 : 오염된 물이 시간이 경과함에 따라 점차 다시 깨끗해지는 현상
② 상수 처리 과정
0. 취수장 : 물을 상수원에서 취하는 장치이다.
0. 침사지 : 굵은 입자가 가라앉는다.
0. 혼화지 : 화학 약품울 투입하여 물에 들어있는 여러 물질을 산화 시킨다.
0. 침전지 : 진흙과 같은 미세한 입자를 빨리 침전시키기 위하여 백 반을 사용한다.
0. 여과지 : 가라앉은 성분을 빠른 속도로 거른다.
0. 소독실 : 염소 기체를 불어 넣어 병원성 미생물을 살균한다.
0. 배수지 : 정화된 물의 양을 조절하여 내보낸다.
ꊴ 하수를 처리하는 방법
① 생활 하수의 처리 과정
0. 하수 유입
0. 격막 : 큰 입자 및 부유 물질을 제거 0. 1차 침전: 고체 물질을 분리
0. 폭기조 : 공기를 불어 넣어 주면서 호기성 미생물을 이용하여 유 기물을 분해
0.2차 침전 : 분해되지 않는 폐기 침전물을 제거
0. 염소 투입 0. 방류
② 산업 폐수의 처리 : 산업 폐수는 폐 산이나 폐 알칼리 또는 중금속 등 이 들어 있어 중화 반응 등의 약품 처리 과장을 거쳐 오염 물질을 강 제로 침전 제거하는 과정을 거친다.
③ 센물과 단물
0.센물 : Ca2+와 Mg2+가 많이 포함되어 있어 비누가 잘 풀리지 않는 물
0. 단물 : Ca2+와 Mg2+가 적게 포함되어 있는 물
0. 일시적 센물 : Ca2+와 Mg2+가 탄산수소염의 형태로 녹아 있는 물로, 끓이면 탄산염의 앙금이 생겨 단물로 변한다.
Ca(HCO3)2 → CaCO3↓+H2+CO2↑
0. 영구적 센물 : Ca2+와 Mg2+가 염화물 또는 황산염의 형태로 녹아 있는 물 로, Na2CO3을 가하면 탄산칼슘의 앙금이 생겨 단물로 변한다.
CaSO4+Na2CO3 → CaCO3↓+Na2SO4
(2) 공기
ꊱ 공기의 여러 가지 성질
① 공기의 조성 : 질소(78%), 산소(21%), Ar, , Ne, He, H2
② 공기의 성분분리: 분별증류 ⇒ 끓는 점의 차이를 이용
끓는 점: 질소 -196℃, 산소 -183℃
ꊲ 공기 성분 원소의 성질
가. 질소
① 공기 중에는 약 78% 존재하며 반응성이 작고 안정하다. 음식물의 저장, 질소비료의 제조,필라민트 보호제, 포탄의 뇌관 등에 이용
② 제법: 아질산암모늄을 가열하여 얻음
③ 고온에서 산소와 반응하여 여러 질소산화물을 형성
④ 액화질소는 기화열이 커서 식품의 냉동 및 의료에 이용
⑤ 공기중의 수소와 반응시켜 비료 및 화학공업의 원료인 암모니아 합 성(하버법) N2 + 3H2 → 2NH3
나. 산소
① 공기 중에 21% 존재 무색, 무취. 반응성이 크며 생물의 호흡이나
연소에 필요함
② 제법: 과산화수소수에 이산화망간 촉매로 또는,
염소산칼륨()을 열분해함
③ 다른 물질이 타는 것을 도와주는 성질⇒ 조연성
④ 여러 물질과 산화물을 형성⇒ 많은 열 발생
다. 이산화탄소
① 공기 중에 약 0.03% 존재, 공기보다 무겁고 무색, 무미, 무취로 탄소
화합물의 연소, 생물의 호흡, 물질이 부패할 때 발생하는 기체
② 제법: 석회석에 묽은 염산을 가하여 얻음
③ 드라이 아이스: 고체 이산화탄소로 승화성
④ 물에 녹아 탄산⇒일부가 이온화하여 청량음료
⑤ 석회수로 검출
⑥ 산성산화물로 NaOH 와 같은 염기에 잘 흡수됨
⑦ 온실효과: 공기중에서 적외선을 흡수하여 지면의 기온을 상승시키는 작용을 함
ꊳ 공기 오염 물질
① 이산화황(SO2) : 황을 포함하는 연료가 연소할 때 발생하는 유독성 기체로 산성비의 주원인 물질이다.
S+O2 → SO2 2SO2+O2 → 2SO3
SO2+H2O → H2SO3 SO3+H2O → H2SO4
② 질소 산화물 : 질소는 화학적으로 안정하여 잘 반응하지 않지만 자동차 엔진 속에서 연료가 연소될 때와 같은 고온에서는 직접 산소와 반응한다. 광화학 스모그의 주원인 물질이다.
N2+O2 → 2NO 2NO+O2 → 2NO2
3NO2+H2O → 2HNO3+NO NO2 → NO+O (햇빛)
O+O2 → O3 O3+탄화수소 → 광화학 스모그
③ 일산화탄소 : 탄소를 포함하는 연료가 불완전 연소할 때 생성되는 기체로 색깔과 냄새가 없는 유독성 기체이다. 모든 오염 물질 중 가장 많은 양을 차지한다.
④ 산성비의 피해와 대책
0. 나무의 고사, 꽃잎의 탈색 등 삼림의 생태계를 파괴한다.
0. 토양을 산성화시켜 농작물에 피해를 준다.
0. 호수나 강물을 산성화시켜 수중 생태계에 피해를 준다.
0. 대리석으로 된 건축물과 조각품이 부식된다.
ꊴ 공기의 오염을 줄이는 방법
① 공기의 눈, 비에 의한 정화 : 눈이나 비는 공기 중의 산성 물질이나 매연, 분진 등을 씻어 내린다.
② 식물에 의한 자연 정화 : 이산화탄소를 흡수하고 산소를 발생시켜 공기를 정화한다.
③ 오염 물질의 배출 방지
0. 정유 공장 : 탈황 시설 (저유황유 공급)
0. 자동차 : 촉매(Pt) 변환 장치 장착
0. 발전소나 대형 공장 : 이산화황 배출 제거 장치
0. 가정용 난로 : 구리망 (CO의 발생 억제)
2Cu+O2 → 2CuO CuO+CO → Cu+CO2
④ 오염 방지를 위한 근본 대책
0. 무공해 에너지원의 개발 : 수력, 풍력, 태양열, 지열 에너지 등을 개발
0. 무공해 교통 수단 개발
0. 삼림의 보존
2. 금속의 성질과 이용
(1) 여러 가지 금속의 이용
① 경금속: 밀도가 4 g/㎤ 이하의 금속
② 중금속: 밀도가 4 g/㎤ 이상의 금속
(2) 여러 가지 금속의 성질
ꊱ 물리적 성질
① 은백색이나 회백색의 독특한 금속 광택을 가진다.
② 연성(뽑힘성)과 전성(펴짐성)이 크다.
③ 녹는점과 끓는점이 비교적 높다.
④ 열과 전기의 전도성이 크다.
⑤ 금속 결합 : 금속의 양이온과 자유 전자사이의 정전기적인 인력에 의 한 결합으로 전자의 바다에 금속의 양이온이 떠 있는 형태이다.
⑥ 자유 전자 : 금속의 특성이 나타나게 한다.
ꊲ 화학적 성질
① 철의 제련
2C+O2 → 2CO
Fe2O3+3CO → 2Fe+3CO2
② 철의 부식 : 철이 물, 공기 등과 반응하여 전자를 잃고 산화되는 현상
③ 철의 부식 방지
0. 물과 공기의 접촉을 차단
․페인트, 기름, 바셀린 등을 바른다.
․철 표면에 다른 금속을 입힌다. (양철, 함석)
0. 음극화 보호 : 철보다 이온화 경향이 더 큰 금속을 연결하여 철의 산화 을 방지한다.
④ 금속의 반응성
1) 금속은 양이온으로 반응하고 이온화 경향의 차이가 있다.
2) 이온화 경향 : 전자를 잃고 (+)이온이 되기 쉬운 것부터 차례로 나 열한 것
K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Ni>Sn>Pb>H>Cu>Hg>Ag>Pt>Au
0. 수소보다 이온화경향이 큰 금속은 산과 반응하여 수소기체를 발생시킨다.
0. 수소보다 이온화경향이 작은 금속은 산과 반응하지 않고 산화력이 큰 산과는 반응한다.
3) 아연과 염산의 반응
1) 알짜반응식:
2) 산화:
3) 환원:
⑤ 양철과 함석
구리
① 구리는 제련하기 쉽고 가공이 용이하여 인류가 가장 먼저 이용하기 시작한 금속이다.
② 구리는 가격이 싸고 전기 전도성, 전성, 연성이 좋아 전선이나 전기 부품으로 많이 이용되다.
알루미늄
알루미늄
① 알루미늄은 지구상에 존재하는 금속 중 가장 많은 양을 차지하고 있 으나 제련이 어려워 다른 금속에 비해 늦게 활용되었다.
② 알루미늄은 공기 중에서 산화되면 산화물의 막을 만들어 내부를 보호 한다.
③ 알루미늄은 가볍고 내부가 부식되지 않으므로 건축 자재로도 많이 이 용된다.
(3) 여러 가지 합금
① 합금 : 한 금속에 다른 종류의 원자를 섞어 금속의 성질을 변화시킨 금속성 물질
② 합금의 종류
㉠ 황동(놋쇠) : 구리에 아연을 첨가한 합금으로 색상이 아름답고 음색이 좋아 악기나 장식품으로 이용된다.
㉡ 청동 : 구리와 주석의 합금으로 가공성이 좋으며 쉽게 부식되지 않고 단단하여 동상이나 조각품 등에 이용된다.
㉢ 스테인리스강 : 철에 크롬, 니켈 등을 첨가한 것으로 산화된 크롬 에 의해 철이 녹스는 것을 막아 주방 용기나 보호 철책 등에 이용된다.
㉣ 두랄루민 : 알루미늄에 구리, 마그네슘 등을 첨가한 합금으로 가 볍고 질겨 항공기에 이용된다.
비결정성 합금(VTR 헤드 드럼), 형상기억 합금, 수소 저장 합금,
초전도체
(4) 금속의 재활용
① 자원 보호 : 한정된 천연 자원을 오래 사용할 수 있다.
② 환경 보호
․ 폐품울 버렸을 때 환경을 오염시키는 것을 막아 준다.
․ 천연 자원으로부터 새로 생산해낼 때에 비하여 에너지 생산에 따른 오염을 줄일 수 있다.
3. 황과 질소 화합물의 성질
(1) 황의 성질
① 물에 녹지 않는 노란색 고체(화산 지대, 황철광 또는 원유)
② 황의 동소체 : 사방황, 단사황, 고무모양 황
→ 연소 생성물로 확인
(2) 여러 가지 황화합물
ꊱ 황의 산화물
① 이산화황
㉠ 제법 : S+O2 → SO2
Cu+2H2SO4 → CuSO4+2H2O+SO2
㉡ 무색의 자극성 냄새가 나는 기체
㉢ 물에 녹아 산성을 나타낸다.
SO2+H2O → H2SO3
㉣ 환원성 표백제로 이용된다.
ꊲ 황 산
① 황 산
㉠ 무색의 비휘발성 액체
㉡ 물에 잘 녹아 강한 산성을 나타낸다.
㉢ 흡습성이 강하여 건조제로 사용된다.
㉣ 탈수작용을 한다.
㉤ 강한 산화력을 가지고 있어 수소보다 이온화 경향이 작은 금속을 녹인다.
② 황화수소
㉠ 제법 : FeS+H2SO4 → FeSO4+H2S
㉡ 화산 분출물이나 온천수에 포함
㉢ 무색의 달걀 썩는 냄새를 가진 유독성 기체
㉣ 물에 녹아 약한 산성을 나타낸다.
㉤ 여러 가지 금속 이온과 반응하여 앙금을 만든다.
→ 금속 이온 검출에 이용
㉥ 강한 환원성이 있다.
(3) 질소 화합물의 성질
ꊱ 암모니아
① 제법 : 2NH4Cl+Ca(OH)2 → CaCl2+2H2O+2NH3
N2+3H2 → 2NH3
② 공기보다 가벼운 무색의 자극성 기체
③ 물에 잘 녹아 약한 염기성을 나타낸다.
④ HCl과 반응하여 흰 연기를 생성한다.
NH3+HCl → NH4Cl
ꊲ 여러 가지 질소 산화물
① 산화물: 일산화질소, 이산화질소, 사산화이질소
② 일산화질소: 불꽃 방전, 공기가 고온에서 만들어 짐
③ 이산화질소: 갈색의 기체로 물에 녹기 쉽고 특유의 냄새가 있으며
매우 유독한 기체
ꊳ 질 산
무색의 발연성 액체로 물에 잘 녹아 강한 산성을 나타낸다.
질산은 햇빛이나 열을 받으면 분해되어 NO2를 발생시키므로 갈색병에 넣어 보관한다.
진한 질산이나 묽은 질산은 모두 산화력이 강하여 수소보다 이온화 경향이 작은 금속(Cu, Hg, Ag)과도 반응한다.
진한 질산과 진한 염산을 1 : 3의 부피비로 혼합한 용액(왕수)은 금이나 백금도 용해시킬 수 있다.
ꊴ 질소 화합물의 이용
암모니아, 질산, 요소등
4. 간단한 탄소 화합물
(1) 석 유
ꊱ 석유 이야기
① 원유: 자연에서 산출되는 석유
② 주성분: 탄소, 수소(탄화수소) 질소 화합물 황 산소 화합물
ꊲ 원유의 증류
① 원유의 정제: 원유(탄화수소)를 가열하여 증기상태의 원유를 증류탑 안에서 분별증류하여 끓는점이 낮은 물질부터 얻는다.⇒ 크래킹
(2) 간단한 탄화수소
ꊱ LNG 와 LPG
① LNG와 LPG
0. LNG(액화천연가스); 메탄가스를 압축냉각시킨 것
0. LPG(액화석유가스); 에탄, 프로판, 부탄 등의 혼합기체를 압축냉각시킨 것
② 포화탄화수소; 탄소-탄소사이의 단일결합만으로 이루어진 것
0. 메탄(CH4)의 분자구조; 정사면체구조
0. 알칸; 포화탄화수소중 사슬모양의 구조를 가진 것(CnH2n+2)
③ 알칸의 성질
0. 탄소수가 증가함에 따라 끓는점이 높아진다.
0. 알칸의 명칭
CH4;메탄 C2H6;에탄 C3H8;프로판 C4H10;부탄 C5H12;펜탄
C6H14;헥산 C7H16;헵탄 C8H18;옥탄 C9H20;노난 C10H22;데칸
0. 결합각은 109.5°이고 단일결합물질
0. 헥산 이하는 기체상태, 헥산부터는 액체상태
③ 주변의 탄소화합물
0. 탄소화합물; 탄소를 기본으로 H, O, N, 할로겐원소와 결합한 것. CO, CO2, CaCO3 등의 간단한 탄산염은 탄소화합물에서 제외
0. 탄소화합물의 특징
원자들의 결합이 강한 공유결합물질이나, 분자간의 인력이 약해 녹는점, 끓는점이 낮다.
물에 녹지 않고, 알코올, 에테르, 아세톤, 벤젠 등의 유기용매에 녹으며 비전해질.
이온화가 잘 안되며 반응이 느리다.
ꊲ 에틸렌과 아세틸렌
가. 에틸렌
① 알켄의 성질
⒜ 의 이중결합이 1개 있는 불포화탄화수소이다.
⒝ 결합이 끊어지면서 첨가반응, 중합반응을 하므로 반응성 큼 ⒞ 일반식:
⒟ 에텐(), 프로펜() 등
② 에텐
⒜ 분자구조: 결합각 120。
⒝ 제법: 에탄올에 황산을 가하여 얻는다.
⒞ 첨가반응: H2, Br2의 첨가
ⓐ H2첨가: (에탄)
ⓑ Br2첨가:
⒟중합반응:이중결합이 열리면서 이웃분자와 연속적으로 결합하는 반응
나. 아세틸렌
① 알킨(Alkyne) : C≡C 삼중결합 1곳, 결합거리-0.120nm
일반식 : CnH2n 명명법 : 어미에 ~yne를 붙인다.
② 알킨의 구조
H ― C ≡ C ― H ( 결합각 180°)
C2H2(ethyne : 아세틸렌)
③ 알킨의 제법과 성질
0. 반응성이 큼(C≡C : 2개의 π결합이 끊어지기 쉽다.)
0. ethyne의 제법 : CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2
(C2H2 : 연소시 3200℃의 고온☞ 용접에 이용)
0. 첨가 반응 (H2, Br2, HCl, H2O,CH3HCOOH etc.)
ꊳ 벤젠
① 벤젠의 성질
0. 특유의 냄새가 나는 무색 투명한 액체
0.에테르 등 유기 용매에 잘 녹으며, 벤젠도 좋은 유기 용매이다.
0. 무극성 분자로 물에 녹지 않는다.
② 벤젠 구조의 특성
0. 평면 정육각형 구조로 모든 원자의 중심이 동일 평면상에 있다.
0. 탄소의 결합각은 120°이다.
③ 구조의 특성
0. 벤젠은 불포화 탄화수소이나 공명 구조이기 때문에 매우 안정하다. 따라서 불포화 탄화수소는 첨가 반응을 잘하나 벤젠은 치환 반응을 잘한다.
④ 벤젠의 반응
0. 벤젠의 치환 반응
0. 벤젠의 첨가 반응
1) 수소 첨가 반응
2) 염소 첨가 반응
⑤ 페놀의 특성
0. 무색 투명한 특유의 냄새가 있는 고체로 피부를 부식시킨다.
0. 물에 약간 녹으며 아주 약한 산성을 띤다.
0. 알칼리성 용액에는 잘 녹는다.(중화 반응)
0.페놀의 -OH와 카르복시산의 -COOH가 반응하여 에스테를 형성한다.
0. 염화철(Ⅱ)()와 보라색 정색 반응을 한다.
⑥ 페놀의 제법
페놀은 다른 치환체나 유도체와는 달리 상당히 복잡한 과정으로 합성된다.
(3) 탄화수소의 유도체
ꊱ 알코올과 알데히드
가. 알코올
① 알코올의 분류
▣ 알칼리 금속과 반응하여 수소를 발생시키는 물질
알킬기에 -OH가 붙어있는 물질은 모두 반응하며, NaOH와 같은 염기 와는 반응을 하지 않는다.(-OH 검출 반응)
예) H-OH, R-OH, R-CO·OH, -OH, -CO·OH 등
0. 극성을 띠고 있으며, 강한 수소 결합을 하여 분자량이 비슷한 알칸족 탄화수소보다 끓는점이 높다.
0. 산화 반응을 잘한다.
0. 에테르와 이성질체 관계에 있다.
③ 알코올의 반응성
A. 1차 알코올의 산화
1차 알코올을 1번 산화시키면 알데히드, 다시 산화시키면 카르복시산
B. 2차 알코올의 산화
2차 알코올을 산화시키면 케톤이 된다.
탈수 반응
알코올에 진한 황산을 넣고 130℃로 가열하면 에테르가 생성된다.
에스테르화 반응
알코올과 카르복시산을 놓고 진한 황산을 넣어 가열하면 에스테르가 생성된다.
4) 알코올의 예
1. 메탄올()
일명 목정으로 무색 유독성 액체로 사망 또는 실명의 위험이 있다.
2. 에탄올()
일명 주정으로 좋은 유기 용매이며 살균, 방부 작용이 있다.
요오드포름 반응을 한다.
▷ 요오드포름 반응
시료에 NaOH용액을 소량과 요오드 소량을 넣어 가열하면 노란색 결정인 요오드포름()이 생성되는 반응
나. 알데히드
① 일반식 :
② 특성
0. 환원력이 강하여 은거울 반응, 페링용액 반응을 한다.
A. 은거울 반응 : 암모니아성 질산은용액을 환원시켜 은이 석출되어 은 거울을 형성하는 반응
B. 페링용액 반응 : 푸른색 페링용액 A,B를 1:1로 섞은 용액을 환원시 켜 적갈색의 침전을 형성하는 반응
C. 환원력이 있는 탄화수소 즉 -CHO가 있는 물질은 모두 은거울 반응 과 페링용액 반응을 한다. 예) -CHO(벤조산), (포도당)
0. 산화와 환원이 모두 가능하다. 알코올은 산화, 카르복시산은 환원만이 가능하나 알데히드는 모두 가능하다.
0. 케톤과 이성질체 관계에 있다.
0. 알데히드의 생성
③ 알데히드의 예
(포름알데히드)
포르말린 : 포름알데히드의 40% 수용액, 고형화 작용이 있다.
(아세트알데히드)
요오드포름 반응을 한다.
ꊲ 카르복실산과 에스테르
가. 카르복실산
① 일반식 :
② 특성
0. 물에 약간 녹아 약산성을 띤다.
탄소화합물 중에서 산성을 띠는 것은 카르복시산과 페놀류뿐이다.
0. 알칼리 금속과 반응하면 수소기체가 발생된다.
0. 알코올과 반응하여 에스테르를 형성한다.
0. 매우 강한 수소 결합을 하고있어서 분자간의 인력이 매우 강하여 이합체로 존재한다.
이합체 : 분자 2개가 수소 결합으로 인하여 마치 1개의 분자처럼 행 동하는 것
0. 끓는점·녹는점이 매우 높다.
이합체는 끓어도 잘 떨어지지 않기 때문에 끓는점 오름이나 어는점 내림으로 분자량을 측정하면 실제 분자량의 2배가 나온다.
예) 아세트산의 녹는점은 16℃로 빙초산이라고도 한다.
③ 카르복시산의 예
(포름산, 개미산)
A. 유기산(탄소화합물의 산)은 대체로 약산이나 포름산과 술폰산은 비교적 강산이다.
B. 포름산은 구조적 특성으로 인하여 -CHO 작용기와 -COOH 작용기 두 가지 모두 존재하기 때문에 알데히드의 특성과 카르복시산의 특성이 모두 있다. 따라서 알데히드의 특성인 환원력이 있다.
(아세트산)
나. 에스테르
① 일반식 :
② 특성
0. 물에 녹기 어렵다.
0. 저금 지방산 에스테르는 과일 향이 난다.
③ 에스테르의 반응
A. 에스테르화 반응
카르복시산과 알코올의 탈수 반응에 의해 만들어진다.
일종의 축합 반응이다.
알코올의 H와 카르복시산의 -OH가 반응하여 가 된다.
B. 가수 분해 반응
에스테르화 반응의 역반응으로 에스테르가 카르복시산과 알코올로 분해되는 반응이다.
C. 비누화 반응
에스테르에 NaOH를 넣고 가열하여 반응시키면 비누가 만들어진다.
다. 에테르
① 일반식 :
② 특성
0. 분자간의 인력이 매우 약하다.
0. 휘발성, 인화성이 강하다.
0. 알코올과 이성질체 관계에 있다.
③ 예 :
라. 케톤
① 일반식 :
② 특성
0. 알데히드와 이성질체 관계에 있다.
0. 환원력이 없다. 알데히드와 구별되는 점
③ 케톤의 예
(아세톤)
극성을 띠고있어 물에 잘 녹으며, 좋은 유기 용매이다.
요오드포름 반응을 한다.
5. 고분자 화합물의 특성과 이용
(1) 우리 생활과 플라스틱
ꊱ 플라스틱의 종류
① 고분자 화합물 : 분자량이 대개 10000 이상인 공유결합 물질
② 플라스틱 :열과 압력을 가하여 변형되는 고분자화합물
③ 열가소성 수지 : 가열하면 물러졌다가 식으면 굳어지는 것을 반복하는 수지로 사슬 구조로 되어있다.
예) 폴리에틸렌, PVC, 폴리아크릴 등등
④ 열경화성 수지: 한 번 가열하여 굳어져 성형되면 다시 가열하여도 변 형이 불가능한 수지로 그물 구조로 되어있다.
예) 요소 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지 등등
ꊲ. 플라스틱의 이용
① PVC : 전선의 절연체, 바닥 장식재
② 폴리스티렌 : 장난감, 합성 고무
③ 폴리에틸렌 : 비닐 주머니, 용기, 랩
④ 나이론 : 로프, 의류
⑤ 소프트 콘택트 렌즈용 플라스틱, 광섬유등
(2) 플라스틱의 합성법
ꊱ 첨가 중합
① 첨가중합: 이중결합이 끊어지면서 단위체가 연결되는 형태의 중합
⒜ 단위체: 고분자물질의 단위가 되는 작은 분자
⒝ 중합체: 단위체가 결합하여 만들어진 고분자 물질
ꊲ 축합 중합
① 페놀수지: 페놀과 포르말린을 축합중합시켜 얻으며 그물구조를 이루고 있다.
② 요소수지: 요소와 포르말린을 축합중합시켜 얻으며 그물구조를 이루고 있다.
③ 축합중합: 두 분자 사이에 H2O나 HCl등의 간단한 분자가 빠지면서 두 단위체가 결합되는 중합-예 부나-S, 부나-N
나일론: 아미드결합(펩티드결합)을 가진 화합물로 폴리펩티드라 함
폴리에스테르: 에스테르결합을 여러개 가진 화합물
(3) 플라스틱의 구조와 성질
ꊱ 플라스틱의 구조
① 고밀도 플라스틱: 분자의 사슬이 서로 조밀하게 배열되어 생성되어 내 열성을 갖는 고분자
② 저밀도 플라스틱 : 단위체에 크기가 큰 분자를 치환시켜서 고분자 사 슬이 조밀하게 배열되지 않으므로 유연함
ꊲ 플라스틱의 성질
① 열에 비교적 약하다.(300℃ 이하에서 무르다)
② 폴리에틸렌, 폴리스티렌은 탄소와 수소로만 구성되어있음
③ 열가소성 수지, 열경화성 수지
④ PVC 같이 염소를 포함(연소시 염화수소와 같은 유독기체발생)
(4) 플라스틱과 환경
ꊱ 폐플라스틱의 문제
① 플라스틱은 값이 싸고 가벼우며 성형 가공이 쉽다
(썩지 않는다)
② 분리수거
ꊲ 플라스틱의 재활용
① 사용 가능량이 한정되어 있다.
② 태울 때 유독성 기체발생(염화수소, 시안화수소)
③ 햇빛, 습기, 박테리아 등에 의해 분해되지 않는다.
④ 최근에는 분해되는 플라스틱 연구
6. 우리 생활과 의약품
(1) 식품과 화학
ꊱ 식품의 성분
가. 탄수화물 : 대부분의 에너지원, 식물의 광합성에 의해 만들어짐
(수소 탄소 산소)
당류: 단당류, 이당류, 다당류
나. 지방 : 에너지 공급원 (탄소,수소, 산소), 글리세롤, 지방산
① 포화 지방산 : 탄소-탄소 사이 이중결합 포함
② 포화 지방산 : 탄소-탄소 사이 단일결합
③ 동물성 지방, 식물성 지방
다. 단백질 : 세포와 조직 구성(수소 탄소 산소 질소)
아미노산이 폴리 펩티드 결합
필수아미노산(8종)
ꊲ 식품의 보존
① 미생물의 번식을 막아 준다.
(말리기, 얼리기, 절이기, 통조림, 진공포장)
② 건조하게 보관(실리카 겔, 생석회)
(2) 섬유와 세제의 화학
ꊱ 섬유의 종류와 성분
① 합성섬유 : 분자량이 작은 화합물로 고분자를 합성
나알론, 폴리에스테르, 아크릴등
② 천영섬유 : 천연 재료사용
면(목화) 울(양의 털) 비단(누에고치)
③ 연신 : 합성된 고분자를 잡아당기는 것
ꊲ 세제의 성분과 세탁의 원리
① 친수성 기 : 물과 잘 섞이는 부분
② 소수성 기
③ 계면 활성제 :친수성기와 소수성기를 둘 다 있는 물질
비누의 세척작용
(3) 의약품과 화학
ꊱ 여러 가지 의약품
① 의약품 : 질병의 진단, 치료, 예방을 목적으로 사용 되는 물질
② 대증 요법 : 질환의 원인에 대해서가 아니라 질환에 나타나는 증세에 대한 치료법
ꊲ 의약품이 만들어지기까지
① 화학 치료법 : 화학 물질을 이용하여 체내의 유해한 미생물을 공격하 는 것
② 페니실린 : 최초의 항생물질
ꊳ 약의 올바른 이용법
① 사용법을 지킨다.
② 정시에 정량을 복용한다.
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화학1 벼락치기
김준성
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05.12.12 22:31
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