원소특성

본문내용

휘선스펙트럼을 나타내므로 네온사인 등에도 이용된다.
40Ar은 칼륨을 함유하는 광물 속에서 생성되며, 40K과의 상대량으로부터 광물 생성의 지질학적 연대를 계산할 수 있다.
K : 칼륨 [원자번호=19, 원자량= 39.0983]
주기율표 제1족에 속하는 알칼리금속 원소.
1807년 영국의 화학자 H.데이비가 수산화칼륨 KOH를 융해하여 전기분해에 의해 최초로 금속칼륨을 얻었다.
식물의 재를 우려낸 물에서 탄산칼륨이 얻어진다는 사실은 옛부터 알려져 있었으며, 이 조작이 쇠로 만든 항아리에서 행해졌기 때문에 항아리(pot)와 재(ashes)로부터 탄산칼륨을 potashes라 불렀다. 이 탄산칼륨에서 수산화칼륨을 얻었기 때문에 포타슘이라는 이름이 유래되었다.
또, 칼륨이라는 명칭은 아라비아어인 kaljan(재) 또는 kal(가벼운)에서 유래한다고도 한다.
♣존재♣
지구상에 나트륨에 이어 두번째로 많이 존재하나, 홑원소물질의 상태로 산출되지 않고, 주로 규산염으로서 지각 속에 널리 분포한다.
이 규산염이 풍화하여 생기는 칼슘이온은 토양 속의 콜로이드상 물질에 잘 흡착되며, 따라서 강·바다로 유출되는 일은 드물고,
육상식물의 재에 많이 함유되어 있어, 식물 생리에 중요한 역할을 하고 있다.
또, 독일·프랑스 등지의 암염광산(岩鹽鑛山)에서는 염화물·황산염의 복염(複鹽)으로서 다량 산출되고,
바닷물 속의 염분에는 염화칼륨으로서 존재하며, 고형염(固形鹽)의 2.5 %를 차지한다.
♣성질♣
홑원소물질[單體]은 매우 부드러운 은백색 금속이며,구조는 체심입방격자(體心立方格子)이다,
녹는점=63.65℃, 끓는점-760℃, 밀도=0.86 g/㎤
불꽃반응은 옅은 보라색이다.
화학적 성질은 나트륨과 비슷하나 한층 활발하고,
공기 중에서는 곧 산화되므로 석유 속에 보존한다.
상온에서 물과 격렬하게 반응하여 수소를 발생한다.
수은과는 아말감을 잘 만든다.
양성(陽性)이 극히 강한 금속으로, 화합물은 모두 ＋1가이고, 대부분 물에 잘 녹는다.
수산화칼륨 또는 염화칼륨과 탄산칼륨의 융해염을 전기분해하면 생긴다.
나트륨에 비해서 수요가 적으므로 생산규모는 작다.
♣이용♣
나트륨보다 반응성이 크고 값이 비싸기 때문에 나트륨만큼 사용되지는 않았지만,
원자로의 냉각제로 사용되는 합금, 고온온도계 등에 사용되고 있다.
Ca : 칼슘 [원자번호=20, 원자량=40.078]
주기율표 제2족에 속하는 알칼리토금속 원소
석회를 뜻하는 라틴어 calx를 따서 명명되었다
홑원소금속[單體金屬]은 1808년 영국의 H.데이비가 염화칼슘을 용융전기분해(融解電解)시켜 처음으로 얻었다.
반응성이 크며 유리상태(遊離狀態)에서는 자연계에 존재하지 않으나 화합물로서 지구상에 광범위하게 다량으로 분포해 있다.
탄산염 CaCO3(석회석, 대리석, 고회석, 방해석 등), 황산염 CaSO4(석고 등), 플루오르화물 CaF2(형석), 규산염(사장석, 규회석 등), 인산염 (인회석) 등으로 존재한다. 또한 동물체에는 주로 인산과 결합하여 뼈, 이[齒] 등에 함유되어 있으며,
그 밖에 생리작용에도 관여한다. 사람은 하루에 0.8 g 정도 섭취하면 충분하다. 섭취하는 칼슘의 형태에 따라 이용도가 다른데, 인산삼석회나 옥살산[蓚酸] 칼슘 등 물에 녹지 않는 것은 이용도가 적은 것으로 알려져 있지만 흰쥐에 대한 실험에서 그와 같은 차이는 인정되지 않았으며, 이 점에 관해서는 정설이 없다.
시금치의 옥살산이나 곡류의 피트산은 흡수가 안 되는 경향이 있는 것으로 알려져 있다.
영양으로서의 주공급원은 유럽, 미국 등에서는 우유, 유제품(乳製品)이며, 이것만으로도 위에서 말한 양의 1/3~1/2 정도는 보급되지만, 한국의 경우는 생선의 작은 뼈나 녹엽(綠葉) 등을 주보급원으로 하고 있기 때문에 하루의 섭취량은 0.5 g 정도에 머물고 있다.
특히 임신했을 때나 수유기(授乳期)에는 칼슘제를 복용하여 보급해 주는 것이 바람직하다. 또한, 비타민 D는 칼슘의 흡수를 돕는 것으로 알려져 있다.
♥성질♥
은백색의 부드러운 금속으로, 납보다는약간 더 단단하며,
전성(展性), 연성(延性)이 풍부하여 얇은 판이나 막대 등으로 가공하기 쉽다.
녹는점=850℃, 끓는점=1440℃, 밀도=1.55g/㎤
불꽃반응은 등적색이다.
공기 중에 방치하면 표면에 산화물의 피막을 생성한다. 그러나, 오래 두면 습기를 흡수하여 서서히 수산화물에서 탄산염으로 된다.
산소, 질소, 수소와 300 ℃ 이상에서 반응하여 각각의 화합물을 만든다.
플루오르와는 상온에서, 다른 할로겐이나 인, 황, 셀렌 등과는 고온에서 반응하고, 탄소, 규소, 붕소 등과도 반응한다.
물과는 상온에서 반응하여 수소를 발생하지만 가열하면 격렬히 반응한다.
산에는 상온에서도 격렬히 반응하여 녹지만, 암모니아와는 상온에서 반응하지 않는다.
수은과는 아말감을 만들며, 많은 유기화합물을 환원시킨다.
♥제조♥
현재 공업적으로는 주로 전해법(電解法)과 열 환원법의 두 가지가 사용되고 있다.
① 전해법:염화칼륨을 15 % 정도 혼합한 염화칼슘을 융해시키고(약 800 ℃), 흑연을 양극, 철을 음극으로 하여 전기분해한다. 이 때 얻는 것은 순도 85 % 정도가 보통이며, 증류에 의한 정제로 98 % 정도가 된다. 나트륨, 칼륨, 철 등이 불순물로 함유되어 있다.
② 열환원법:진공 중에서 1,200 ℃로 산화칼슘을 알루미늄에 의해서 환원시킨다.
6CaO＋2Al → 3Ca＋3CaO·Al2O3
얻는 칼슘은 증기로부터 결정(結晶)이 되므로 98 %로 순도가 높다.
어느 방법으로 얻은 것이든 불순한 것은 진공 중에서 증류를 반복함으로써 98 %까지 정제할 수 있다.
【용도】
비교적 녹는점이 높고, 증발하기 어렵기 때문에 구리, 알루미늄, 니켈, 크롬 등 많은 금속 및 합금의 탈산제, 탈황제로 사용된다.
또 금속제련에서는 강한 친화력을 이용하여 우라늄, 바나듐, 티탄 등 난환원성(難還元性) 금속의 산화물, 할로겐화물 등의 환원제로 사용된다.
또한 나트륨으로 활성시키면 질소와 결합하기 쉽게 되므로 아르곤, 헬륨 등의 희유가스의 정제에 사용된다.

키워드

원소특성,   대체에너지,   수소