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탄산수소 나트륨

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1. 개요

탄산수소 나트륨은 여러 언어에서 'natron'으로 불리며, 고대 이집트에서 미라의 탈수에 사용된 탄산나트륨과 탄산수소나트륨 혼합물에서 유래되었다. 화학적으로는 양쪽성 화합물로 산과 염기 모두와 반응하며, 열을 가하면 탄산 나트륨, 이산화 탄소, 물로 분해된다. 산업적으로는 탄산 나트륨으로부터 생산되거나 솔베이 공정의 중간 생성물로 얻어지며, 요리, 의학, 세척, 소화제 등 다양한 용도로 사용된다. 베이킹 소다로도 알려진 탄산수소 나트륨은 팽창제, 제산제, 구강 청결제, 탈취제 등으로 활용되며, 안전하게 보관하면 장기간 보존이 가능하다.

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탄산수소 나트륨 - [화학 물질]에 관한 문서
일반 정보
탄산수소 나트륨
탄산수소 나트륨 구조
탄산수소 나트륨 샘플
탄산수소 나트륨 샘플
IUPAC 명칭탄산수소 나트륨 (Sodium hydrogen carbonate)
다른 이름중탄산나트륨
중탄산소다
중조
비카 (Bica)
베이킹 소다 (Baking soda)
중탄산염 (Bicarb, 실험실 속어)
탄산수소나트륨
나콜라이트 (Nahcolite)
나트륨 수소 탄산염 (Natrium hydrogen carbonate)
나트론 (Natron)
식별 정보
IUPHAR 리간드4507
CAS 등록번호144-55-8
PubChem516892
ChemSpider8609
UNII8MDF5V39QO
EC 번호205-633-8
DrugBankDB01390
KEGGC12603
MeSH 이름탄산수소 나트륨 (Sodium bicarbonate)
ChEBI32139
ChEMBL1353
RTECSVZ0950000
바일슈타인 등록번호4153970
SMILES[Na+].OC([O-])=O
표준 InChI1S/CH2O3.Na/c2-1(3)4;/h(H2,2,3,4);/q;+1/p-1
표준 InChIKeyUIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M
InChI1/CH2O3.Na/c2-1(3)4;/h(H2,2,3,4);/q;+1/p-1
InChIKeyUIIMBOGNXHQVGW-REWHXWOFAQ
니카지 번호 (日化辞番号)J44.042F
성질
화학식NaHCO3
몰 질량84.0066 g/mol
외형흰색 결정
냄새무취
밀도2.20 g/cm³
녹는점50 °C (분해)
용해도69 g/L (0 °C)
96 g/L (20 °C)
165 g/L (60 °C)
103 g/L
69.3 g/L (0 ℃)
236 g/L (100 ℃)
다른 용매에 대한 용해도아세톤 중 0.02 wt%
메탄올 중 2.13 wt% (22 °C)
에탄올에 불용
LogP-0.82
pKa10.329
6.351 (탄산)
6.34
굴절률nα = 1.377 nβ = 1.501 nγ = 1.583
정확한 질량83.982338573 g/mol
구조
결정 구조단사정계 (Monoclinic)
배위해당 사항 없음
분자 모양해당 사항 없음
약리학
ATC 코드B05CB04
B05XA02
G04BQ01 (수의학)
투여 경로정맥 주사
경구 투여
열화학
표준 생성 엔탈피 (ΔHf)-950.8 kJ/mol
표준 생성 자유 에너지 (ΔGf)-851.0 kJ/mol
엔트로피 (S)101.7 J/mol·K
열용량 (Cp)87.6 J/mol·K
위험성
안전 데이터 시트 (SDS)외부 MSDS
AGC SDS
후생노동성 SDS 예시
주요 위험심각한 눈 자극 유발
NFPA 704건강: 2
화재: 0
반응성: 1
LD50 (반수 치사량)4220 mg/kg (쥐, 경구)
인화점불연성
관련 화합물
다른 음이온탄산 나트륨
다른 양이온탄산수소 암모늄
탄산수소 칼륨
다른 화합물황산 수소 나트륨
인산 수소 나트륨

2. 역사

탄산 나트륨과 탄산수소 나트륨 혼합물은 고대 이집트 나트론 계곡(Wadi El Natrun)에서 미라를 만드는 과정에 사용되었다.[89][90] '나트륨'을 뜻하는 영어 단어 'natron'은 아랍어 ''naṭrūn''(또는 ''anatrūn'')에서 유래되었으며, 이는 다시 그리스어 ''nítron (νίτρον)''을 거쳐 고대 이집트어 ''ntr''까지 거슬러 올라간다.[89]

1791년, 프랑스 화학자 니콜라 르블랑이 탄산 나트륨(소다회)을 생산했다. 1801년 베를린에서 약사 발렌틴 로즈 더 영거가 탄산수소나트륨을 발견한 것으로 알려져 있다. 1846년, 미국의 존 드와이트와 오스틴 처치는 탄산나트륨과 이산화 탄소를 이용해 베이킹 소다를 생산하는 미국 최초의 공장을 설립했다.[92]

1919년, 미국 상원 의원 리 슬레이터 오버만은 탄산수소나트륨이 스페인 독감을 치료할 수 있다고 주장했다. 그는 흔한 베이킹 소다로 치료했고, 그곳에서는 사망자가 전혀 없다고 말했다.[94]

3. 화학적 성질 및 반응

탄산수소 나트륨은 양쪽성 화합물로, 과 염기 모두와 반응한다.[34] 수용액은 탄산수산화물 이온의 생성으로 인해 약한 알칼리성을 띤다.[34]

:HCO + H2O → + OH

탄산수소 나트륨은 때때로 약한 중화 제제로 사용될 수 있으며, 수산화 나트륨과 같은 강염기의 안전한 대안이 될 수 있다.[79]

탄산수소 나트륨과 의 반응은 염과 탄산을 생성하며, 탄산은 쉽게 분해되어 이산화 탄소와 물이 된다:[79]

:NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O+CO2

:H2CO3 → H2O + CO2(g)

탄산수소 나트륨은 아세트산(식초에서 발견됨)과 반응하여 아세트산 나트륨, 물, 그리고 이산화 탄소를 생성한다.

:NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + H2O + CO2(g)

탄산수소 나트륨은 염기와 반응하여 탄산염을 형성한다.

:NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O

공업적으로는 솔베이법에 의해 다량으로 제조된다. 이는 탄산 수소 나트륨의 물에 대한 용해도가 비교적 낮기 때문에 침전되는 것에 의한 복분해 반응이다.

: NaCl + H2O + NH3 + CO2 -> NH4Cl + NaHCO3 (v) (화살표↓는 침전을 의미한다.)

탄산수소나트륨은 탄산의 산 해리 상수1 = 6.3, 2 = 10.3이므로, 수용액은 pH = 8.3 정도의 약한 염기성을 나타낸다.

: HCO3^- + H2O <=> H2CO3 + OH^- , = 6.3

: HCO3^- + H2O <=> CO3^2- + H3O^+ , = 10.3

가열하면 탄산 나트륨, 이산화 탄소, 물로 분해된다.

참조

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