안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
Q. 화재시 발생하는 연소생성물중에서 연기에 대해 알고 싶습니다.
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.연기는 물질이 연소되면서 발생하는 미세한 고체 입자와 가스의 혼합물입니다. 연료가 완전히 연소하지 않을 때 생성되며, 아래와 같은 경우에 따라 달라집니다.목재, 석탄, 플라스틱 등 고체 연료가 연소할 때, 고체 입자가 뜨거운 불길에 의해 분해됩니다. 이 과정에서 발생하는 휘발성 물질과 탄소 입자가 연기로 나타납니다. 불완전한 연소로 인해 일산화탄소, 탄화수소 등이 포함될 수 있습니다. 일반적으로 검은색 연기가 자주 관찰됩니다.액체 연료는 열을 받으면 증발하여 기체 상태가 됩니다. 그 후 증발한 기체가 연소되며 연기를 생성합니다. 액체 연료는 고체보다 상대적으로 더 휘발성이 강하여, 주로 휘발성 가스와 탄소 입자가 연기 구성에 포함됩니다. 액체 연료의 연기는 보통 그을음이 적거나 투명한 경향이 있습니다. 그러나 불완전 연소 시 더 많은 그을음이 포함될 수 있습니다.기체 연료는 고체나 액체보다 상대적으로 완전 연소가 쉽습니다. 하지만 불완전 연소가 일어날 경우 연기나 유해 가스를 방출할 수 있습니다. 기체 연료에서 발생하는 연기는 주로 미세한 입자보다 유해 가스(일산화탄소, 질소산화물 등)가 많습니다. 기체 연료 연소는 시각적으로 연기를 덜 보이게 만들 수 있습니다.
Q. 탄산나트륨 분석에서 화학반응이 궁금해요.
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.Q1. NaOH와 Na2CO3 혼합액에 염화바륨을 첨가하면 탄산바륨과 염화나트륨이 생성되나요? 네, 맞습니다.탄산나트륨은 염화바륨과 반응하여 탄산바륨이라는 불용성 침전물을 형성합니다. 이 과정에서 염화나트륨이 생성됩니다.Q2. 7번에서 HCl 첨가로 탄산바륨과 HCl이 반응하여 염화바륨이 생성되나요? 그렇다면 생성된 염화바륨의 양이 탄산나트륨 농도가 되나요? 네, 7번 단계에서 HCl이 탄산바륨과 반응하여 염화바륨을 생성합니다.반응식 BaCO3+2HCl→BaCl2+CO2↑+H2O 에서 생성되는 염화바륨의 양은 원래 혼합액에 포함된 탄산나트륨의 양과 직접적으로 관련이 있습니다. 이는 탄산나트륨 한 분자가 탄산바륨를 형성한 뒤, 다시 염화바륨으로 변환되기 때문입니다. 그러나 여기서 주의할 점은, 염화나트륨은 HCl과 반응하지 않습니다. 염화나트륨은 중화 과정에서 화학적으로 관여하지 않기 때문에, HCl은 오직 탄산바륨과 반응하여 소비됩니다.계산식에 관해서는 HCl의 소비량은 7번에서 탄산바륨과의 반응량에 의존합니다. HCl은 염과나트륨과는 반응하지 않으므로, 소비된 HCl은 온전히 탄산바륨을 염화바륨으로 바꾸는 데 사용된 것입니다. 따라서 HCl의 소비량은 탄산나트륨의 농도와 비례합니다.
Q. 유기물 무기물의 차이가 정확히 뭔가요
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.전통적으로, 유기물은 탄소를 포함하고 있는 화합물로 정의되며, 주로 생명체에서 유래한 화합물들을 가리킵니다. 그러나 몇 가지 예외가 있습니다. 일산화탄소, 이산화탄소, 탄산칼슘, 시안화수소 같은 물질들은 구조와 특성이 주로 생명체와 관련된 유기화합물과 다르기 때문에 무기물로 분류됩니다. 일반적으로 무기화학은 단순하고 안정적인 화합물, 유기화학은 복잡하고 생명과 관련된 탄소 화합물을 주로 연구합니다. 위의 예외적인 물질들은 자연계에서 흔히 발견되거나 단순한 성질을 가지기 때문에 전통적으로 무기물로 간주되는 경향이 있습니다.태워서 이산화탄소가 발생하면 유기물이라는 것은 화학적 관점에서 유기물의 특징을 나타내는 실험적인 기준 중 하나입니다. 많은 유기물들은 불완전 연소를 통해 일산화탄소나 탄소 입자, 완전 연소를 통해 이산화탄소를 생성합니다. 생명체에서 유래한 탄소 기반 화합물(예: 당, 지방, 단백질 등)은 주로 연소 시 이산화탄소를 배출하므로 이러한 기준이 자주 사용됩니다. 하지만, 이는 보편적 정의라기보다는 실험적 성질로 유기물을 구분하는 데 쓰이는 도구로 보는 게 더 적합합니다.
Q. 화학반응을 계산을 안해도 알수가 있나요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.액체나 물질을 섞을 때 화학반응의 결과로 폭발이 발생할 가능성을 알려면 사전에 어떤 물질이 섞이면 위험한 반응이 발생할 가능성이 있는지 판단해야 합니다.각 물질의 화학적 성질을 분석하면, 섞었을 때 예상되는 반응을 추정할 수 있습니다. 예를 들어, 강산과 강염기를 섞으면 강렬한 반응이 발생할 수 있습니다.또한 화학 시뮬레이션 프로그램은 물질 간의 반응을 계산하여 예상되는 결과를 제공합니다.매우 소량의 물질을 실험하여 반응을 관찰하는 방법도 있지만, 이 경우에도 안전 장비와 절차를 반드시 준수해야 합니다.화학 반응이 없더라도 두 물질이 섞이면 물리적인 이유로 폭발이 일어날 수도 있습니다. 따라서 항상 사전에 철저한 조사와 준비가 필요합니다.
Q. 배수 비례 법칙은 왜 질량 사이의 법칙인가요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.배수 비례의 법칙은 두 원소가 결합하여 두 가지 이상의 화합물을 형성할 때, 일정한 양의 한 원소와 결합하는 다른 원소의 질량 비가 간단한 정수비를 이룬다는 것을 의미합니다. 질량을 기준으로 하는 이유는 화학 반응은 원자 단위로 이루어지지만, 우리가 관찰하고 측정할 수 있는 것은 실제로 각 원소의 질량입니다. 실험적으로 확인하려면 물질의 질량을 비교해야 하기 때문에, 이 법칙은 질량의 비율로 나타나는 것입니다. 이는 당시 화학이 발전하던 시기의 측정 도구와 방식이 질량을 중심으로 이루어졌던 배경도 반영된 것입니다.그리고 원자의 질량(원자량)은 항상 일정하므로, 원자 수의 비율과 질량비는 본질적으로 같은 법칙을 따릅니다. 하지만 질량을 기준으로 표현하는 것이 실험 데이터를 분석하고 법칙을 적용하기에 더 직관적이고 실용적이기 때문에 "질량"의 비율로 설명하는 겁니다.즉, "질량"과 "원자 수" 사이에 불일치가 있는 것이 아니라, 질량의 비가 실험에서 더 쉽게 관찰 가능한 형태라는 점을 기준으로 삼은 것이라고 보시면 됩니다.