2-2. 알카리금속 - 공통과학

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알카리금속

ㅇ 알카리금속 ; 1족 원소들

리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs) 등이 있다.

ㅇ 알카리 금속의 물리량

이름	녹는점(섭씨)	끓는점(섭씨)	밀도(g/cm³)	불꽃 반응색
리튬(Li)	181	1342	0.53	빨강
나트륨(Na)	98	883	0.97	노랑
칼륨(K)	63	760	0.86	보라
루비듐(Rb)	39	686	1.53	빨강
세슘(Cs)	28	669	1.89	파랑

-. 원자번호가 커질수록 원자 반지름이 커져 결합력이 줄어들므로 녹는점, 끓는점이 작아진다.

-. 원자번호가 커질수록 이온화 에너지(이온을 만드는데 드는 에너지)가 작아지므로

쉽게 이온화되어 반응성이 커진다.

ㅇ 알카리 금속의 성질

1) 은백색이며 연하고 물러 칼로도 쉽게 잘라진다.

2) 다른 금속에 비해 밀도가 작고 녹는 점 , 끓는 점이 낮다.

3) 공기(산소)와 만나면 금방 산화된다.

4) 물과 심하게 반응하여 수소기체를 만든다.

5) 수용액은 염기성이므로 페놀프탈레인 용액을 떨어뜨리면 붉게 변한다.

6) 환원력(다른 물질을 환원시켜 버림, 물론 자신은 산화됨)이 뛰어나다.

7) 불꽃반응의 색을 이용하여 원소를 검출한다.

8) 공기(산소) 및 물과 결렬히 반응하므로 석유, 벤젠, 파라핀 등에 넣어 보관한다.

9) 할로겐 원소와 바로 반응하여 할로겐화물을 만든다.

ㅇ 알카리 금속의 이용

-. 리튬 ; 가벼워 항공기용 알루미늄 합금, 전지에 사용

-. 나트륨 ; 노랑색의 가로등, 순수한 티타늄 제조시, 고압 송전선, 소금에 사용

-. 칼륨 ; 비료의 주성분 , 렌즈제작에 사용

ㅇ 알카리 금속의 화합물

1) 수산화 나트륨(NaOH)

-. 소금물을 전기분해하여 얻음

-. 조해성(공기의 수분을 흡수하여 저절로 녹는 성질)이 있다.

-. 수용액은 강한 염기성이다.

-. 공기속의 이산화탄소와 만나면 탄산나트륨이 되므로 이산화탄소의 흡수제로 쓰인다.

2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O

-. 종이, 비누, 염료 공업에 이용한다.

2) 탄산나트륨(Na₂CO₃; 일명 소다회 )

-. 유리, 펄프, 비누제조에 사용된다.

-. 결정 탄산나트륨은 풍해성(수분을 잃고 가루가 되는 성질)이 있다.

3) 탄산수소나트륨(NaHCO₃ )

-. 가열하면 이산화탄소가 생긴다.

-. 베이킹 파우더, 제산제, 소화기등에 이용한다.

[실험] 1. 나트륨 덩어리를 거름종이 위에 놓고 자른 후 자른 단면을 관찰한다.

2. 다음 그림처럼 물이 든 시험관 A 에 나트륨 조각을 넣는다.

3. 이 때 발생하는 기체를 시험관 B에 모아 시험관 입구에 불을 붙여 본다.

4. 시험관 A 속의 용액에 리트머스 용지를 댄 후 색의 변화를 관찰한다.

5. 시험관 A에 페놀프탈레인 용액을 2 -3 방울 떨어뜨린 후

용액의 색깔이 변하는 것을 관찰한다.

[문1] 나트륨 덩어리의 자른 단면이 어떻게 변했는가 ?

[답1] 공기 중의 산소와 빠른 속도로 반응하여 산화가 되었으므로

자른 단면은 은백색 광택을 잃어 버리고 회색으로 된다.

[문2] 물이든 시험관 A에 나트륨 조각을 넣으면 어떻게 되는가 ?

[답2] 물 속에서 맹렬한 반응이 일어나며 기포가 인다.

이 기포는 수소기체이다. 반응식은 다음과 같다.

2Na + 2H₂O → 2NaOH(염기성) + H₂ (기체 발생)

[문3] 시험관 B 입구에 불을 붙이면 어떤 일이 생기는가 ?

[답3] '퍽' 하는 소리와 함께 불이 붙는다.

시험관 B에 든 공기는 수소며 불에 잘 타는 것이다.

[문4] 실험 4에서 리트머스 용지의 색은 어떻게 변하는가 ?

[답4] 시험관 A속의 용액이 염기성이므로 푸른 색으로 변한다.

[문5] 실험 5에서 페놀프탈레인을 떨어 뜨리면 어떻게 변하는가 ?

[답5] 시험관 A속의 용액이 염기성이므로 붉은 색으로 변한다.