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과산화 나트륨

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1. 개요

과산화 나트륨은 육방정계 대칭으로 결정화되는 무기 화합물이다. 가열 시 512 °C에서 상 전이, 657 °C 이상에서 산화 나트륨으로 분해되어 산소를 방출한다. 상업적으로는 나트륨을 산화 나트륨으로 산화시킨 후, 산화물을 산소와 반응시켜 제조하며, 제지 및 섬유 표백, 광물 추출, 산화제 등으로 사용된다. 이산화 탄소와 반응하여 산소와 탄산 나트륨을 생성하는 성질을 이용하여 잠수함 등에서도 사용된다.

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과산화 나트륨 - [화학 물질]에 관한 문서
일반 정보
과산화 나트륨 단위 세포
과산화 나트륨
IUPAC 이름과산화 나트륨
다른 이름플로쿨
솔로존
이나트륨 과산화물
식별
CAS 등록번호1313-60-6
UNII3GSN3JCJ5K
펍켐(PubChem) CID14803
RTECS 번호WD3450000
EINECS 번호215-209-4
UN 번호1504
스마일즈(SMILES) 표기법[O-][O-].[Na+].[Na+]
켐스파이더 ID14119
표준 InChI1S/2Na.O2/c;;1-2/q2*+1;-2
표준 InChIKeyPFUVRDFDKPNGAV-UHFFFAOYSA-N
속성
화학식Na₂O₂
몰 질량77.98 g/mol
외형노란색에서 흰색 분말
밀도2.805 g/cm³
용해도반응함
다른 용매에 대한 용해도산에 용해됨
염기에 불용해됨
에탄올과 반응함
녹는점460 °C (분해)
끓는점657 °C (분해)
자기 감수율-28.10·10⁻⁶ cm³/mol
구조
결정 구조육각형
열화학
표준 생성 엔탈피-515 kJ·mol⁻¹
표준 깁스 자유 에너지-446.9 kJ/mol
엔트로피95 J/(mol·K)
열용량89.37 J/(mol·K)
위험성
주요 위험부식성
신호어위험
NFPA 704보건: 3
화재: 0
반응성: 2
특별: WOX
인화점불연성
관련 화합물
다른 음이온해당 없음
다른 양이온과산화 리튬
과산화 칼륨
과산화 루비듐
과산화 세슘
다른 작용기산화 나트륨
초과산화 나트륨
오존화 나트륨
나트륨 산화물해당 없음
다른 화합물수산화 나트륨
과산화 수소

2. 성질

과산화 나트륨은 육방정계 대칭으로 결정화된다.[5] 512°C에서 가열하면 육방정계 형태는 알려지지 않은 대칭의 상으로 전이된다.[7] 657°C의 비등점 이상으로 더 가열하면 산화 나트륨(Na₂O)으로 분해되어 산소(O₂)를 방출한다.[6]

: 2 Na₂O₂ → 2 Na₂O + O₂

2. 1. 화학 반응

과산화 나트륨은 물과 반응하여 가수 분해되어 수산화 나트륨과산화 수소를 생성한다.[8]

과산화 나트륨은 이산화 탄소와 반응하여 산소와 탄산 나트륨을 생성하여 산소 공급원으로 사용된다.[7][11]

:Na2O2 + CO2 → Na2CO3 + 1/2 O2

:Na2O2 + H2O + 2 CO2 → 2 NaHCO3 + 1/2 O2

따라서 잠수 장비, 잠수함 등에서 특히 유용하다. 과산화 리튬과산화 칼륨도 유사한 용도로 사용된다.

3. 제조

상업적 생산은 2단계 공정으로 이루어진다.[7][8] 먼저 나트륨은 산화 나트륨으로 산화된다. 이어서 이 산화물은 더 많은 산소와 반응한다.

이것은 1810년 조제프 루이 게이뤼삭과 루이 자크 테나르에 의해 발견되었으며, 1890년대에 해밀턴 캐스트너에 의해 처음으로 상업적으로 제조되었다.[9]

고체 아이오딘화 나트륨 위에 오존 가스를 통과시켜 백금 또는 팔라듐 튜브 내부에서 생성할 수도 있다. 오존은 나트륨을 산화시켜 과산화 나트륨을 생성한다. 아이오딘은 약한 가열로 승화될 수 있다. 백금 또는 팔라듐은 반응을 촉매하며 과산화 나트륨에 의해 공격받지 않는다.

수산화 나트륨과산화 수소로 처리하여 8수화물을 생산할 수 있다.[10]

4. 용도

과거에는 제지 및 섬유 생산을 위해 목재 펄프를 표백하는 데 사용되었다.[8] 현재는 주로 특수 실험실 작업, 예를 들어 광석에서 광물을 추출하는 데 사용된다. 과산화 나트륨은 ''Solozone'',[7] ''Flocool''[11]이라는 상업적 이름으로 판매될 수 있다. 화학적 제조에서 과산화 나트륨은 산화제로 사용된다. 또한 이산화 탄소와 반응하여 산소탄산 나트륨을 생성하는 성질을 이용하여 산소 공급원으로 사용된다.

: Na2O2 + CO2 → Na2CO3 + O2

: Na2O2 + H2O + 2 CO2 → 2 NaHCO3 + O2

따라서 잠수 장비, 잠수함 등에서 특히 유용하다. 과산화 리튬과산화 칼륨도 유사한 용도로 사용된다.

과산화 나트륨은 한때 과붕산 나트륨의 대량 생산에 사용되었지만, 현재는 대체 경로가 개발되었다.[4]

참조

[1] 서적 Chemical Principles 6th Ed. Houghton Mifflin Company
[2] 웹사이트 Hazard Rating Information for NFPA Fire Diamonds http://www.nmsu.edu/[...]
[3] 서적
[4] 간행물 Peroxo Compounds, Inorganic Wiley-VCH, Weinheim
[5] 학술지 The Crystal Structure Of Sodium Peroxide
[6] 간행물 Sax's Dangerous Properties of Industrial Materials, 10th ed. John Wiley & Sons, Inc.
[7] 간행물 Dictionary of Inorganic Compounds Chapman & Hall
[8] 간행물 Lithium and Sodium Peroxides Academic Press
[9] 웹사이트 Bulletin of Pharmacy https://books.google[...] 1895
[10] 학술지 Potassium Sodium Peroxide 8-Hydrate
[11] 간행물 Sax's Dangerous Properties of Industrial Materials, 10th ed. John Wiley & Sons, Inc.
[12] 웹사이트 毒物及び劇物取締法 昭和二十五年十二月二十八日 法律三百三号 第二条 別表第二 http://wwwhourei.mhl[...]
[13] 서적 Chemical Principles 6th Ed. https://archive.org/[...] Houghton Mifflin Company
[14] 문서 Sodium peroxide: precautions
[15] 웹인용 Hazard Rating Information for NFPA Fire Diamonds http://www.nmsu.edu/[...]
[16] 서적



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