주변의 탄소 화합물
[1] 탄소 화합물의 성질
(1) 원유
① 원유 : 지질 시대에 바다나 호수에 살던 생물들이 땅 속에 묻혀 열과 압력을 받아서 생성된 탄화수소의 혼합물
② 원유의 분별 증류 :
㉠ 석유 가스(C1~C4) : 가정용 연료
㉡ 나프타(C4~C10) : 자동차 연료
㉢ 등유(C10~C16) : 항공기 연료, 난방용 연료
㉣ 경유(C16~C20) : 디젤 엔진의 연료
㉤ 중유(C20~C25) : 선박 연료
㉥ 아스팔트(C25이상) : 윤활유, 왁스
cf. 분별증류 : 탄소수가 = 끓는점은
③ 크래킹 : 큰 분자의 탄화수소를 열분해시켜 작은 분자의 탄화수소로 만드는 공정
④ 리포밍 : 촉매 하에서 나프타에 높은 온도와 압력을 가하면 탄화수소의 구조가 변화되어 품질이 좋은 가솔린을 얻을 수 있는 데 이러한 공정을 리포밍이라고 한다.
(2) 탄소 화합물
① 탄소 화합물의 정의
㉠ 탄소 화합물 :
㉡ 탄화수소 : 탄소와 수소 원자로만 이루어진 화합물
② 탄소 화합물의 일반적 성질
㉠ 구성 원소는 적으나 화합물의 종류는 매우 많다.
㉡ 분자 사이의 인력이 약해서 녹는점, 끓는점이 낮다.
㉢ 연소시키면
㉣ 물에는 잘 녹지 않고 유기 용매에 잘 녹는다.
㉤ 화학적으로 하여 반응성이 약하고 반응 속도가 느리다.
(3) 탄화수소
① 탄화수소의 분류
┌사슬모양 ┌
탄화수소│ └ ┌
│ └
└고리모양┌ -
└ -
② 지방족 탄화수소
㉠ 알칸
․ 탄소 원자 사이의 결합이
․ 탄소수가 증가할수록 분자간 인력이 강해져 녹는점, 끓는점이 높아진다.
․ 화학적으로 안정하여 반응하기 어려우나 햇빛 존재하에서 할로겐과 치환 반응을 한다.
CH4+Cl2 → CH3Cl+HCl (염화메틸)
CH3Cl+Cl2 → CH2Cl2+HCl (염화메틸렌)
CH2Cl2+Cl2 → CHCl3+HCl (클로로포름)
CHCl3+Cl2 → CCl4+HCl (사염화탄소)
․ 구조 이성질체 : 분자식은 같으나 구조가 달라서 성질이 다른 물질
㉡ 알켄
․ 탄소 원자 사이에
․ 반응성이 커서
CH2=CH2+Br2 →
CH2=CH2+H2O → CH3CH2OH
중합반응 : n CH2=CH2 →
․ 기하 이성질체 :
㉢ 알킨
․ 탄소 원자 사이에
․ 반응성이 매우 커서
CH≡CH+H2O → CH3CHO
CH≡CH+Cl2 → CHCl=CHCl (cis, trans)
3CH≡CH → C6H6 (벤젠)
㉣ 시클로알칸(CnH2n)
․ 탄소 원자 사이의 결합이 모두 단일 결합으로 이루어져 있는 고리 모양 탄화수소
․ 시클로프로판(C3H6), 시클로부탄(C4H8) :
․ 시클로펜탄(C5H10) : 결합각이 109.5°에 가까워 안정하므로 치환 반응을 한다.
․ 시클로헥산(C6H12) :
(4) 지방족 탄화수소의 유도체
① 작용기
유도체
작용기
작용기 이름
일반식
예
-OH
히드록시기
CH3OH
C2H5OH
-O-
에테르기
CH3OCH3
CH3OC2H5
-CHO
포르밀기
HCHO
CH3CHO
-CO-
카르보닐기
CH3COCH3
CH3COC2H5
-COOH
카르복시기
HCOOH
CH3COOH
-COO-
에스테르기
HCOOCH3
CH3COOC2H5
② 알코올 (ROH)
㉠ -OH의 수에 따라 : 1가․2가․3가 알코올
㉡ -OH가 붙은 탄소에 결합하고 있는 알킬기의 수에 따라 : 1차․2차․3차 알코올
㉢ -OH는 이온화되지 않으므로 수용액은
㉣ 탄소수가 많을수록, -OH가 많을수록 녹는점, 끓는점이 높아진다.
㉤ 탄소수가 적을수록, -OH가 많을수록 물에 잘 녹는다.
㉥ 수소 결합을 하므로 분자량이 비슷한 다른 물질에 비해 녹는점과 끓는점이 높다.
㉦ 알칼리 금속과 반응하여
2C2H5OH+2Na →
㉧ 카르복시산과 반응하여
CH3COOH+C2H5OH →
㉨ 산화반응
CH3CH2OH → →
1차 알코올
CH3CH(OH)CH3 →
2차 알코올
(CH3)3COH →
3차 알코올
㉩ 탈수 반응
C2H5OH →
C2H5OH →
③ 에테르(ROR′)
㉠ 알코올의 분자간 탈수로 얻는다.
㉡ 반응성이 작으며 휘발성, 마취성, 인화성이 있다.
㉢ 물에 녹지 않으며 유기 용매로 많이 사용된다.
㉣ 탄소수가 같은 알코올과 이성질체 관계에 있다.
ex) C2H5OH, CH3OCH3
④ 알데히드(R-CHO)
㉠ 1차 알코올을 산화시켜 얻는다.
CH3OH → →
CH3CH2OH → →
㉡ 환원성이 강하여
․ 은거울 반응 : 암모니아성 질산은 용액과 반응하여
Ag++R-CHO → Ag↓+R-COOH
․ 펠링 반응 : 펠링 용액 속의 Cu2+을 환원시켜
Cu2++R-CHO → Cu2O↓+R-COOH
⑤ 케톤(R-CO-R′)
㉠ 2차 알코올을 산화시켜 얻는다.
CH3CH(OH)CH3 →
㉡ 탄소수가 같은 알데히드와 이성질체 관계에 있다.
ex) C2H5CHO, CH3COCH3
㉢
C2H5OH
CH3CHO → CHI3↓(노란색)
CH3COCH3
CH3CH(OH)CH3
⑥ 카르복시산(R-COOH)
㉠ 알데히드를 산화시켜 얻는다.
㉡ 물에 녹아
㉢ 수소 결합을 하므로 녹는점, 끓는점이 높다.
㉣ 알칼리 금속과 반응하여
2CH3COOH+2Na →
㉤ 알코올과
CH3COOH+C2H5OH →
㉥ 포름산(HCOOH) :
⑦ 에스테르(R-COO-R′)
㉠ 카르복시산과 알코올의 에스테르화 반응에 의해 생성된다.
㉡ 물에 잘 녹지 않는다.
㉢ 탄소수가 적은 에스테르는 과일 향기를 낸다.
㉣ 묽은 산을 가하고 가열하면
CH3COOC2H5+H2O →
㉤ 염기성 용액을 가하고 가열하면
CH3COOC2H5+NaOH →
㉥ 탄소수가 같은 카르복시산과 이성질체 관계에 있다.
ex) CH3COOH, HCOOCH3
(5) 방향족 탄화수소
① 벤젠의 구조
㉠
㉡
② 벤젠의 성질
㉠ 공명 구조로 안정하여 첨가 반응보다 치환 반응이 더 잘 일어난다.
㉡ 치환 반응
․ 할로겐화 : C6H6+Cl2 → C6H5Cl+HCl
․ 니트로화 : C6H6+HNO3 → C6H5NO2+H2O
․ 술폰화 : C6H6+H2SO4 → C6H5SO3H+H2O
․ 알킬화 : C6H6+CH3Cl → C6H5CH3+HCl
㉢ 첨가 반응
C6H6+3H2 → C6H12
C6H6+3Cl2 → C6H6Cl6
(6) 방향족 탄화수소의 유도체
① 페놀(C6H5OH)
㉠ 물에 약간 녹아
㉡ 염기와
C6H5OH+NaOH → C6H5ONa+H2O
㉢ FeCl3 수용액과 반응하여 적자색의 특유한 색을 나타낸다.
㉣ 알칼리 금속과 반응하여
2C6H5OH+2Na →
㉤ 카르복시산과
C6H5OH+CH3COOH →
㉥ 독성이 있고 자극성이 강하며 살균 작용을 한다.
② 톨루엔(C6H5CH3)
㉠ 진한 질산과 진한 황산을 반응시키면 TNT가 생성된다.
㉡ 염소와 반응시키면 메틸기나 벤젠의 수소와 치환반응을 한다.
․ 핵치환 (o-, m-, p-)
③ 크레졸(C6H4(OH)CH3)
㉠ 물에는 잘 녹지 않지만 살균력이 강하고 독성이 작아 하수구, 변기 등의 소독제로 쓰인다.
㉡ 오르토(o-), 메타(m-), 파라(p-)의 세가지 이성질체가 있다.
④ 살리실산(C6H4(OH)COOH)
㉠
㉡
㉢ 카르복시산과도 알코올과도 모두
⑤ 아닐린(C6H5NH2)
㉠ 니트로벤젠을 환원시켜 얻는다.
㉡ 물에는 거의 녹지 않으나 염산과 반응하여 물에 잘 녹는 염을 생성하므로 염기성 물질이다.
C6H5NH2+HCl → C6H5NH3Cl
[2] 탄소 화합물과 우리 생활
(1) 연료
① 연료의 종류
㉠ 고체 연료 : 값은 싸지만 연소 후 재가 남는다.
㉡ 액체 연료 : 저장과 운반이 편리하지만 연소될 때 냄새가 많이 난다.
㉢ 기체 연료 : 청정 연료이지만 누출되면 폭발의 위험성이 크다.
․ LNG : 주성분은 메탄(CH4)으로 공기보다 가볍고 끓는점이 매우 낮으므로 액화시키기 어려워 운반과 저장에 어려움이 있다.
․ LPG : 주성분은 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)으로 공기보다 무거우며 끓는점이 비교적 높아 액화시키기 쉬우므로 공업용이나 자동차용 연료로 많이 사용된다.
구분
LNG
LPG
주성분
메탄(CH4)
프로판(C3H8)
부탄(C4H10)
밀도(g/L, 25℃)
0.65
1.80
2.37
끓는점(℃)
-162
-42
-0.6
연소열(kJ/g)
55.6
50.5
49.6
② 연소와 연소 생성물
㉠ 연소 :
㉡ 완전 연소와 불완전 연소
․ 완전 연소 :
․ 불완전 연소 :
㉢ 연소 생성물의 확인 방법
․ 이산화탄소 :
(반응식)
․ 물 :
③ 좋은 연료의 조건
㉠ 연소될 때 많은 열을 발생해야 한다.
㉡ 값이 싸고 구하기 쉬워야 한다.
㉢ 폭발의 위험성이 없고 안전해야 한다.
㉣ 연소 생성물은 독성과 냄새가 없어야 한다.
㉤ 운반과 저장이 편리하고 사용이 간편해야 한다.
(2) 플라스틱
① 중합 반응 : 작은 분자들이 연속적으로 결합하여 고분자 화합물을 만드는 반응 (단위체 → 중합체)
㉠ 첨가 중합
․ 단위체가 차례로 결합해서 중합체를 만드는 반응
․ 단위체에 탄소 원자간의 이중 결합이 들어있다.
n CH2=CH →
│
Cl
n CH2=CH-C=CH2 →
│
Cl
㉡ 축합 중합
․ 서로 다른 단위체 사이에서 작은 분자가 빠지면서 단위체들이 교대로 결합하여 중합체를 만드는 반응
․ 단위체에 -COOH, -NH2, -OH 등의 작용기가 2개 이상 들어 있다.
n H2N-(CH2)6-NH2 + n HOOC-(CH2)4-COOH →
㉢ 혼성 중합(공중합) : 두 종류 이상의 단위체가 교대로 첨가 중합하여 중합체를 만드는 반응
② 플라스틱 (합성 수지) : 석유나 천연 가스 등에서 얻은 에틸렌, 프로필렌 등의 작은 분자들이 연속적으로 결합하여 생성된 고분자 화합물
㉠ : 가열하면 부드러워져서 모양을 변화시킬 수 있는 플라스틱으로 첨가 중합에 의해 생성된 사슬 구조의 고분자 화합물이다.
ex) 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리프로필렌
㉡ : 한번 굳어지면 가열해도 모양을 변화시킬 수 없는 플라스틱으로 축합 중합에 의해 생성된 그물 구조의 고분자 화합물이다.
ex) 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지
③ 폐플라스틱의 처리 : 매립하면 잘 분해되지 않고, 소각하면 유해 가스가 발생하여 대기를 오염시키므로 가능한 한 재활용하여야 한다.
(3) 합성 섬유와 합성고무
① 합성 섬유
㉠ 폴리아미드계 섬유 : 단위체(-COOH 와 -NH2) 사이의 축합 중합에 의해 생성된 아미드 결합(-CONH-)을 가지는 섬유
ex) 6, 6-나일론
n H2N-(CH2)6-NH2 + n HOOC-(CH2)4-COOH
․ 나일론은 질기지만 땀을 잘 흡수하지 못하고 정전기가 잘 생기며 열에 약한 단점이 있다.
㉡ 폴리에스테르계 섬유 : 단위체(-COOH 와 -OH) 사이의 축합 중합에 의해 생성된 에스테르 결합(-COO-)을 가진 섬유
ex) 테릴렌
n HOOC-C6H4-COOH + n HO-CH2-CH2-OH
․ 폴리에스테르는 질기고 잘 구겨지지 않는 성질을 가지고 있어서 합성 섬유 중에서 생산량과 소비량이 가장 많다.
㉢ 폴리비닐계 섬유 : 비닐기(CH2=CH-)의 첨가 중합에 의해 생성
ex) 올론, 비닐론
② 합성 고무
㉠ 천연 고무(생고무) : 이소프렌의 첨가 중합체
n CH2=CH-C=CH2 →
│
CH3
㉡ 네오프렌 고무 : 클로로프렌의 첨가 중합체
n CH2=CH-C=CH2 →
│
Cl
․ 내약품성, 내열성, 내마모성이 우수하여 전선의 피복 등에 사용된다.
㉢ 부나-S 고무(SBR) : 부타디엔과 스티렌의 혼성 중합체
n CH2=CH-CH=CH2 + n CH2=CH →
│
C6H5
․ 강도, 탄력성 등이 천연 고무와 비슷하면서 열에 잘 견디고 마모성이 작아 자동차 타이어나 구두창으로 사용된다.
(4) 천연 고분자 화합물
① 탄수화물
㉠ 포도당(C6H12O6)
․ α-포도당, β-포도당, 사슬 모양으로 존재
․ 물에 잘 녹고 환원성이 있다.
㉡ 녹말
․ α-포도당의 축합 중합체로 쌀 , 감자, 옥수수, 고구마 등에 많이 포함되어 있다.
․ 찬물에는 잘 녹지 않으나 뜨거운 물에는 녹는다.
․ 녹말 수용액에 요오드 용액을 가하면 보라색을 나타낸다. ( 반응)
㉢ 셀룰로오스 : β-포도당의 축합 중합체로 식물의 세포막을 만들며 종이, 펄프의 주성분이다.
② 단백질
㉠ 아미노산 : 한 분자 속에 산성을 나타내는 카르복시기(-COOH)와 염기성을 나타내는 아미노기(-NH2)를 동시에 갖는 물질로 산, 염기 모두와 반응할 수 있다.
㉡ 아미노산의 축합 중합체 (폴리펩티드)
㉢ 분자 중의 C=O와 N-H 사이에 수소 결합이 형성되어 나선 구조를 이룬다.
㉣ 열, 산, 알코올, 중금속 이온 등에 의해 변성된다.
㉤ 뷰렛 반응이나 크산토프로테인 반응으로 검출한다.
생활 속의 화합물
[1] 비누와 합성 세제
(1) 비누
① 비누의 제법 :
② 비누의 구조와 성질
㉠ 비누는 분자 내에 물 분자와 친화력이 큰 와 기름과 친화력이 큰 로 이루어져 있다.
㉡ 비누는 물에 녹아 약한 염기성을 나타내며 염기는 단백질을 녹이는 성질이 있으므로 동물성 섬유의 세탁에는 적당하지 않다.
㉢ 센물에서는 물에 녹지 않는 염을 생성하므로 세척력이 떨어진다.
2RCOO-Na++Ca2+ →
③ 비누의 세탁 작용 : 비누가 물에 녹으면 친수성기는 물과 강하게 결합하고 친유성기는 때와 강하게 결합하여 때를 작은 조각으로 떼어내 둘러싸게 된다. 비누 분자에 둘러싸인 때는 물 속에 분산(유화 작용)되어 물에 씻겨 나간다.
(2) 합성 세제
① 합성 세제의 구조 :
㉠ ABS(알킬벤젠술폰산나트륨) : 가지가 많이 달린 분자 구조를 이루고 있어 미생물에 의해 쉽게 분해되지 않는다. → 판매 금지
㉡ LAS(라우릴황산나트륨) : 선형 구조를 이루고 이어 용해성이 좋고 미생물에 의해 쉽게 분해된다.
② 합성 세제의 종류
㉠ 세탁용 합성 세제 : 계면 활성제에 탄산나트륨, 제올라이트, 황산나트륨, 효소, CMC(셀루로오스 유도체), 표백제, 형광제 등을 첨가시킨 것이다.
㉡ 모발용 세제(삼푸)
㉢ 주방용 세제
㉣ 청소용 세제
③ 합성 세제의 특징
㉠ 센물에서도 세척력이 좋다. (탄산나트륨, 제올라이트 첨가)
㉡ 용해성이 좋아 찬물에서도 세척 효과가 우수하다.
㉢ 중성 세제이므로 동물성 섬유의 세탁에도 사용할 수 있다.
④ 계면 활성제
㉠ 분자 내에 친수성기와 친유성기를 모두 가지고 있어 용액의 표면 장력을 작게 해 주는 물질
㉡ 흡착성, 세척력, 유화 작용, 분산력 등이 있다.
㉢ 세척제, 섬유 유연제, 유화제, 정전기 방지제, 윤활유 첨가제 등으로 이용된다.
(3) 합성 세제가 미치는 영향
① 미생물에 의한 분해 속도가 느리므로 하천을 오염시킨다.
② 세제에 첨가되는 인산염은 하천 부영양화의 원인이 된다.
③ 거품을 형성하여 물에 산소가 녹아 들어가는 것을 방해한다.
④ 각종 피부병, 탈모를 유발할 수 있다.
⑤ 체내에 축적되면 간의 활동 저하, 기미, 빈혈의 원인이 될 수도 있다.
[2] 의약품
(1) 천연 의약품
① 생약 : 자연에서 얻는 물질을 그대로 사용하거나 간단한 가공을 거쳐 약품으로 사용하는 물질
ex) 인삼, 도라지, 녹용
② 알칼로이드(식물 염기) : 식물에서 추출한 물질 중 질소 원자를 포함하고 있는 고리 모양의 화합물로 염기성을 나타내며 아주 적은 양으로도 강한 약리 작용을 나타낸다.
ex) 코카나무-코카인(국소 마취제)
커피나무-카페인(각성제, 이뇨제, 진정제),
양귀비-모르핀(진통제)
담배잎-니코틴(흥분제)
퀴닌-키나나무(말라리아 치료제)
(2) 합성 의약품
① 소화제 : 음식물의 소화를 돕고 식욕을 증진시키는 의약품
㉠ 소화 효소제 : 디아스타제, 펩신, 판크레아틴 등
㉡ 제산제 : 약한 염기성 물질로서 위에서 과다하게 분비되는 염산의 작용을 완화시켜 소화를 돕고 위벽의 손상을 방지하기 위한 약품
․
② 진통제 : 중추 신경에 작용하여 통증을 줄여주는 약품으로 통증의 원인을 치료하는 것이 아니라 두뇌로 가는 신호를 줄여 통증을 덜 느끼게 한다.
㉠ 비마약성 진통제
․ 아스피린 : 살리실산과 아세트산을 반응시켜 만든 아세틸살리실산의 상품명으로 해열, 소염, 진통 작용이 뛰어나다.
․ 살리실산메틸 : 근육통이나 어깨 결림 등에 바르는 진통제
․ 아세트아미노펜(타이레놀), 이부프로펜(부루펜)
㉡ 마약성 진통제 : 진통 효과는 크지만 습관성, 중독성이 있으므로 의사의 처방에 의해서만 사용이 가능하다.
․모르핀, 코데인, 헤로인
③ 항생제 : 미생물에서 분비되는 물질이 다른 미생물의 발육이나 기능을 억제하여 죽이는 물질
㉠ 페니실린
․ 푸른곰팡이에서 추출한 최초의 항생제
․ 세균의 세포막이 형성되지 못하게 하여 세균을 죽인다.
㉡ 아목시실린, 테트라사이클린, 에리트로마이신, 세파렉신, 리팜핀 : 박테리아를 구성하는 분자의 활성 위치를 차지하여 성장을 방해함으로써 박테리아를 죽인다.
㉢ 항생제의 사용이 증가하면 박테리아들은 항생제에 내성을 가지거나 변형균이 생기므로 오용하지 않아야 한다.
㉣ 척수나 혈액에 피해를 입혀 빈혈, 면역 기능 저하, 구토, 식욕 부진 등의 부작용이 일어난다.
④ 항암제
㉠ 암세포를 죽이거나 성장을 억제시키는 의약품
㉡ 암세포의 DNA 구조를 변화시켜 DNA 복제를 불가능하게 함으로써 암세포가 더 이상 성장하지 못하게 한다.
․시클로포스파미드, 시스플라틴
⑤ 스테로이드 약품 : 4개의 고리가 연결된 화합물로 콜레스테롤, 코디손(부신피질 호르몬), 프로게스테론(여성 호르몬), 테스토스테론(남성 호르몬) 등이 있다.
(3) 의약품의 개발
① 신약의 개발 : 기존 약품의 문제점을 근본적으로 해결하거나 약효와 안전성 면에서 기존 약품보다 우수하고 독창적이어야 한다.
㉠ 기초 탐색 단계 : 의학적인 연구를 통하여 새로운 의약품 후보 물질을 선정하여 합성한다.
㉡ 임상 전 실험 단계 : 약효의 검색 기준을 마련하고 실험 동물을 통해 부작용 및 독성을 검사한다.
㉢ 임상 실험 단계 : 환자를 대상으로 안정성, 유효성 등을 확인하는 과정이다.
㉣ 신약 허가
② 유전자 치료 : 선천적인 유전자 이상으로 발생하는 질병을 유전 공학적 방법으로 치료하는 것으로 이상이 있는 유전자 대신 정상의 유전자를 이식하여 치료한다.
(4) 의약품과 건강
① 약의 올바른 이용 : 약은 질병을 치료하는 효과 이외에 독성으로 인한 부작용과 다른 질병의 원인이 될 수 있으므로 의사의 처방에 따라 적절한 용량과 용법을 따라 복용해야 한다.
․ 오용 :
․ 남용 :
② 중독성 의약품 : 약품을 투여하다가 중지하면 정신적으로나 육체적으로 불안정한 증상을 보이는 약품
․아편, 모르핀, 헤로인, 대마초, 암페타민, 필로폰
[3] 화학의 역할과 과제
(1) 환경 오염
① 수질 오염
㉠ 원인 물질 : 생활 하수, 공장 폐수, 농약 및 비료에 포함된 각종 유기 물질, 중금속 등
㉡ 수질 오염의 대책
․ 인을 포함하지 않는 세제, 생분해성 세제(LAS 세제)를 사용한다.
․ 분해가 잘 되는 식물성 세제를 사용한다.
․ 환경 친화적이고 물을 적게 오염시키는 세제를 개발한다.
․ 고분자 분리막을 이용하여 물을 정화한다.
․ 오염 물질 흡수 능력이 뛰어난 식물을 이용하거나 인공 습지, 인공 수초 재배섬을 만들어 물을 정화한다.
② 대기 오염
㉠ 원인 물질 : 화석 연료의 연소 생성물, 자동차 배기 가스, 프레온 가스 등
㉡ 대기 오염의 대책
․ 공장에 탈황 시설을 하여 이산화황의 배출을 줄인다.
․ 자동차에 촉매 변환기를 부착하여 질소 산화물의 배출을 줄인다.
․ 공장 굴뚝에 집진기를 설치하여 매연이나 분진을 제거한다.
․ 새로운 CFC 대체 물질을 개발한다.
③ 토양 오염
㉠ 원인 물질 : 비료, 농약, 산업 폐기물, 빗물에 용해되어 내리는 대기 오염 물질 등
㉡ 토양 오염의 대책
․ 오염된 토양으로부터 오염 물질을 추출해 내거나 가열하여 유해 물질을 분해하는 방법, 오염된 토양을 세척하거나 증기를 이용해 유해 물질을 추출하는 방법 등을 개발한다.
․ 미생물로 하여금 오염된 토양을 정화하도록 하는 방법을 개발한다.
․ 생분해성 플라스틱, 독성이 적은 농약 등을 개발한다.
․ 퇴비나 동물의 배설물을 이용한 유기 농법을 확대한다.
(2) 미래의 에너지 자원
① 원자력 에너지
㉠ 우라늄의 핵분열 반응을 이용하여 전기 에너지를 얻는 방법이다.
㉡ 대기 오염을 일으키지 않으나 방사능 폐기물이 생긴다는 단점이 있다.
② 태양 에너지
㉠ 태양광 발전이나 집열 장치로 태양열을 모아 난방이나 온수용 열로 이용한다.
㉡ 에너지량이 방대하면서 고갈될 염려가 없고 환경 오염 물질의 배출이 없으나 에너지 밀도가 낮아 에너지를 모으고 이용하는데 비용이 많이 들고 계절별 및 시간대별 변화가 심하다는 단점이 있다.
③ 해양 에너지
㉠ 파력 발전 : 파도의 에너지를 이용
㉡ 조력 발전 : 조수를 이용
㉢ 온도차 발전 : 바닷물의 온도차를 이용
④ 수소
㉠ 다른 연료에 비해 발열량이 크고 연소 생성물로 물만 생성하므로 환경 오염을 일으키지 않으며, 해수를 전기 분해하여 얻을 수 있으므로 자원이 무한하다.
㉡ 끓는점이 매우 낮아 운반과 저장이 어렵고 해수의 전기 분해에 고도의 기술과 많은 비용이 드는 단점이 있다.
(3) 자원의 재활용
① 폐기물의 종류
㉠ 생활 폐기물 : 음식물류, 종이류, 금속․유리, 연탄재, 기타로 분류된다.
㉡ 사업장 폐기물 : 건설 폐재류, 나무류, 합성 수지류, 금속․종이․유리, 기타로 분류된다.
② 자원의 재활용 : 자원을 얻기 위한 비용과 폐기물 처리에 따른 비용을 줄일 수 있다. 또한 폐기물의 양을 줄여 환경 오염을 막는 데에도 기여한다.
③ 폐기물 재활용 방법
㉠ 원래 사용하는 물질의 원료로 이용 : 고철을 원료로 철강을 생산하거나 알루미늄캔을 회수하여 재생한다.
㉡ 형태나 화학적 조성을 변화시켜 이용 : 음식물 쓰레기로 유기질 비료를 만들거나 폐타이어를 재생 타이어나 고무 호스 등 고무 제품의 원료로 이용한다.
㉢ 열에너지 이용 : 가연성 폐기물을 태워 발생하는 열을 난방 등에 이용한다.
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탄소화합물 정리(펌)
김준성
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06.05.17 18:37
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