1류 위험물 무기과산화물 과산화칼륨, 과산화나트륨 특징 및 반응식

무기 과산화물 위험물 안전관리법 제1류 위험물인 산화성 고체 중 하나로 지정수량 50kg인 물질 중 하나입니다. 물과의 반응성 때문인지 과년도 문제를 보면 물과의 반응식으로 생성되는 물질을 찾거나 반응식을 작성하는 문제가 다수 출제되는 것을 확인할 수 있는데요. 자주 출제되는 항목이기 때문에 위험물 기능장 및 위험물 산업기사, 기능사 등 자격증을 취득하기 위해 필히 알아야 하는 물질입니다.

 

 

무기 과산화물의 경우 위험물 안전관리법 제1류 위험물 산화성 고체로 무기 과산화물 자체의 특징이 있어 확인해야 하고, 또한 전체적인 특성도 알아야 하므로 아래 1류 위험물 산화성 고체 특성이 있는 아래 링크 참조 바랍니다. 

 

위험물 안전 관리법 제1류 산화성고체 특징, 색상, 소화방법

산화성고체 무기 과산화물 종류

무기과산화물이란 산화성 고체로 물질 자체가 연소되지는 않지만 유기물 등과 접촉할 경우 분해하며 산소를 발생시키는 물질을 말합니다. 특히 알칼리 금속의 경우 물과 접할 경우 물과 격렬한 반응을 하게 되고 그 결과 다량의 산소를 발생하는 특징을 가지고 있습니다.

 

 

무기 과산화물의 경우 알칼리 금속과 알칼리토금속의 과산화물로 물과의 반응성이 크기 때문에 물과 피해야 하는 물질들입니다. 알칼리 금속의 경우 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs) 등이 과산화물을 생성하며, 알칼리토금속의 경우 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 베릴륨(Be), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba) 등이 과산화물을 생성합니다.

 

 

시험에서는 무기 과산화물의 반응식과 반응 후 생성되는 산소에 대해 묻는 경우가 많고, 한 번씩 리튬, 나트륨, 칼륨 이외에 바륨이나 베릴륨 등의 물질들도 출제가 되기 때문에 알칼리 금속과 알칼리 토금속의 종류를 확인해 보고 가는 게 좋겠습니다.

 

 

무기 과산화물의 경우 아염소산염류, 염소산염류 등과 마찬가지로 지정수량은 50kg 그리고 위험등급은 I등급으로 구분되는 물질입니다.

 

 

무기 과산화물로 자주 출제되는 과산화나트륨, 과산화칼륨 이외 크게 시험에 나오는 무기 과산화물의 종류는 다음과 같습니다. 

 

 

과산화리튬 Li2O2

 

과산화루비듐 Rb2O2

 

과산화세슘 Cs2O2

 

과산화마그네슘 MgO2

 

과산화칼슘 CaO2

 

과산화베릴륨 BeO2

 

과산화스트론튬 SrO2

 

과산화바륨 BaO2

 

 

과산화칼륨(K2O2, 과산화칼리, 이산화칼리)

과산화칼륨의 경우 과산화칼리, 이산화칼리 등으로도 불립니다. 하지만 다른 물질들과 마찬가지로 시험 문제들을 보면 과산화칼륨이라는 이름이나 분자식 말고는 다르게 나온 걸 확인하기 어렵습니다. 이렇게도 불리는구나 정도만 체크하고 가도 문제 되지 않겠습니다.

 

 

과산화칼륨은 다른 산화성고체와 비슷하게 무색 또는 오렌지색상을 띠고 있는 등축정계 분말입니다. 일반적으로 무기 과산화물은 금수성물질이다 보니 물과 접촉하게 되면 많은 열과 산소를 발생하게 되는데요. 무기 과산화물의 양이 많아지면 반응성이 그만큼 더 커지게 되어 심할 경우 폭발할 수 있습니다.

 

 

또한 물질을 가열하지 않도록 주의가 필요하고, 가연물과 혼합된 상태에서 충격을 가할 경우 발화할 수 있으므로 주의해야 합니다.

 

 

과산화칼륨은 분자의 말 그대로 산소가 과하게 포함되어 있는 물질입니다. 따라서 분해하게 되는 경우 산소를 발생하게 되는데요. 물, 탄산가스와 반응할 때에도 마찬가지로 산소를 발생시키는데요. 반응식은 다음과 같습니다.

 

 

과산화칼륨 분해 반응식

 

2K2O2 → 2K2O + O2

 

 

과산화칼륨 물과 반응식

 

2K2O2 +2H2O → 4KOH + O2

 

 

과산화칼륨 탄산가스와 반응식

 

2K2O2 + 2CO2 → 2K2CO3 + O2

 

 

반응식을 보면 알 수 있듯 반응을 통해 공통적으로 산소를 발생하게 되는데요. 무기 과산화물의 반응식은 대체로 이런 식으로 반응이 일어납니다.

 

 

반응을 하면 당연히 산소를 발생하는 것처럼 보이지만 산이나 에틸알코올 등과 반응을 하면 과산화수소를 생성하게 되는데요. 무기 과산화물의 산 및 알코올과의 반응은 다음과 같습니다.

 

 

과산화칼륨 산과의 반응식

 

초산 - K2O2 + 2CH3COOH → 2CH3COOK + H2O2

 

염산 - K2O2 + 2HCl → 2KCl + H2O2

 

황산 - K2O2 + H2SO4 → K2SO4 + H2O2

 

에틸알코올 -  K2O2 + 2C2H5OH → 2C2H5OK + H2O2

 

 

 

과산화칼륨 저장 및 취급 방법

과산화칼륨의 경우 산화성 고체이며 금수성물질입니다. 따라서 다른 산화성 고체와 같은 방법으로 저장 및 취급을 해야 하는데요.

 

 

다른 물질들과 마찬가지로 가열, 충격, 마찰 등을 피하고 가연물 유기물 등과 혼입 될 경우 폭발할 수 있으므로 해당 물질들로부터 격리된 상태로 보관하여야 합니다.

 

 

또한 위에서 작성된 반응식과 마찬가지로 반응할 수 있는 물질들과 접촉하지 않도록 주의해야겠습니다.

 

과산화나트륨(Na2O2, 과산화소다, 나트륨퍼옥사이드)

과산화나트륨 또한 과산화소다, 나트륨퍼옥사이드 등 다양한 이름을 가지고 있습니다. 과산화칼륨과 마찬가지로 참고만 하고 넘어가시면 되겠습니다.

 

 

과산화나트륨은 무기 과산화물로 흡사한 물성을 가지고 있습니다. 순수한 과산화나트륨은 백색이며 보통 황색의 분말입니다.

 

 

과산화나트륨의 반응식은 위에서 작성한 과산화칼륨에 칼륨분자를 나트륨분자로 바꾸면 동일합니다.

 

 

과산화나트륨 분해 반응식

 

2Na2O2 → 2Na2O + O2

 

 

과산화나트륨 물과 반응식

 

2Na2O2 +2H2O → 4NaOH + O2

 

 

과산화나트륨 탄산가스와 반응식

 

2Na2O2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + O2

 

 

과산화나트륨 또한 과산화칼륨과 동일하게 산이나 에틸알코올 등과 반응을 하면 과산화수소를 생성하게 되는데요. 무기 과산화물의 산 및 알코올과의 반응은 다음과 같습니다.

 

 

과산화나트륨 산과의 반응식

 

초산 - Na2O2 + 2CH3COOH → 2CH3COONa + H2O2

 

염산 - Na2O2 + 2HCl → 2NaCl + H2O2

 

황산 - Na2O2 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O2

 

에틸알코올 -  Na2O2 + 2C2H5OH → 2C2H5ONa + H2O2

 

 

그밖에 과산화나트륨의 경우 금, 니켈 등을 제외한 다른 금속을 침식하여 산화물을 생성시키는 특성을 가지고 있습니다. 또한 탄산칼슘, 마그네슘, 알루미늄, 에테르 등과 혼합하면 폭발할 수 있습니다.

 

 

과산화리튬(Li2O2)

과산화리튬의 경우 백색의 분말입니다. 이산화탄소와 폭발적인 반응을 한다는 특성 말고는 과산화칼륨, 과산화나트륨과 비슷한 특성을 가지고 있기 때문에 분자식만 보고 넘어가도 큰 문제는 없을 것으로 보입니다.

 

 

그 밖의 무기 과산화물

무기 과산화물의 특성은 대부분 비슷합니다. 반응식과 반응 후 나오는 물질에 대해 어느 정도 알고 넘어가면 되는데요. 물질의 특성상 대부분의 무기 과산화물의 색상이 백색, 황백색, 오렌지 색 등 눈에 크게 띄는 색상은 아닙니다.

 

 

알칼리 금속의 경우 알칼리금속 분자 2개에 산소 분자 2개가 붙어있으며, 알칼리토금속의 경우 분자 1개에 산소 분자가 2개 붙어 있다는 특징 말고는 크게 다른 차이가 없기 때문에 알칼리금속의 종류와 알칼리토금속의 종류를 알고 반응식 한 번씩만 쓰고 넘어가도 위험물 산업기사나 위험물 기능장에서 다른 문제가 나오더라도 쉽게 해결할 수 있을 것입니다. 

 

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