과염소산칼륨(KClO4)은 칼륨, 염소, 산소를 함유한 화합물입니다. 산화 특성으로 인해 불꽃 및 폭발물에 일반적으로 사용됩니다.
| IUPAC의 이름 | 과염소산칼륨 |
| 분자식 | KClO4 |
| CAS 번호 | 7778-74-7 |
| 동의어 | Percal K, 과염소산칼륨, 염소산칼륨(VII), UN 1489 |
| 인치 | InChI=1S/ClH2O4.K/c2-1(3,4)5;/h(H,2,3,4,5);/q;+1/p-1 |
과염소산칼륨의 성질
과염소산칼륨 포뮬러
과염소산칼륨의 화학식은 KClO4로, 이는 칼륨 원자 1개, 염소 원자 1개, 산소 원자 4개를 포함하고 있음을 나타냅니다. 이 화합물은 물에 잘 녹는 무기염으로 많은 응용 분야에서 유용한 산화제입니다.
과염소산칼륨 몰 질량
KClO4의 몰 질량은 화합물의 구성 원소의 원자 질량을 더하여 계산됩니다. 칼륨, 염소, 산소의 원자 질량은 각각 39.10g/mol, 35.45g/mol, 16.00g/mol입니다. 따라서 KClO4의 몰질량은 138.55 g/mol입니다.
과염소산칼륨의 끓는점
KClO4는 끓는점에 도달하기 전에 분해되기 때문에 끓는점이 정의되어 있지 않습니다. 고온으로 가열하면 KClO4는 염화칼륨과 산소 가스로 분해됩니다. 그러나 화합물은 약 400~500°C의 온도에서 승화할 수 있는 것으로 관찰되었습니다.
과염소산칼륨 녹는점
KClO4의 녹는점은 약 610°C입니다. 이 온도에서 고체 화합물은 액체 상태로 변합니다. KClO4의 녹는점이 높기 때문에 다양한 산업 분야에 사용하기에 적합합니다.
과염소산칼륨 g/mL의 밀도
KClO4의 밀도는 실온에서 약 2.52g/cm3입니다. 이는 화합물의 밀도가 1g/cm3인 물보다 밀도가 더 높다는 것을 나타냅니다. KClO4의 밀도가 높기 때문에 불꽃놀이에서 효과적인 산화제가 됩니다.
과염소산칼륨 분자량
KClO4의 분자량은 138.55g/mol입니다. 이 값은 화합물 구성 요소의 원자 질량을 더하여 결정됩니다. KClO4의 분자량은 특정 반응이나 공정에 필요한 화합물의 질량을 결정하는 데 유용합니다.
과염소산칼륨의 구조
KClO4는 정방정계 결정 구조를 가지고 있습니다. 즉, c축을 중심으로 4중 대칭을 이루고 있습니다. 화합물의 결정 격자는 칼륨 이온, 염소 이온 및 산소 이온으로 구성되며 이온 결합으로 서로 결합되어 있습니다.
과염소산칼륨의 용해도
KClO4는 물에 잘 녹으며 실온에서 용해도는 약 4.5g/mL입니다. 이 화합물은 에탄올이나 아세톤과 같은 다른 극성 용매에도 용해됩니다. 그러나 벤젠, 클로로포름과 같은 비극성 용매에는 녹지 않습니다. KClO4의 용해도는 다양한 산업 응용 분야에서 산화제로 사용되는 중요한 요소입니다.
| 모습 | 백색 결정질 고체 |
| 비밀도 | 2.52 |
| 색상 | 하얀색 |
| 냄새가 나다 | 냄새 없는 |
| 몰 질량 | 138.55g/몰 |
| 밀도 | 2.52g/cm3 |
| 융합점 | 610°C |
| 비점 | 끓는점 이전에 분해됨 |
| 플래시 도트 | 해당 없음 |
| 물에 대한 용해도 | 25°C에서 4.5g/mL |
| 용해도 | 에탄올과 아세톤에 용해되고 벤젠과 클로로포름에 용해되지 않습니다. |
| 증기압 | 해당 없음 |
| 증기 밀도 | 해당 없음 |
| pKa | 해당 없음 |
| pH | 중립적 |
과염소산칼륨의 안전성과 위험성
KClO4를 적절하게 취급하지 않으면 안전 위험을 초래할 수 있습니다. 이 화합물은 강력한 산화제이며 가연성 물질과 반응하여 화재나 폭발을 일으킬 수 있습니다. KClO4 먼지나 증기를 흡입하면 호흡기계에 자극을 일으킬 수도 있습니다. 화합물에 장기간 노출되면 피부 자극이나 피부염이 발생할 수 있습니다. KClO4를 취급할 때는 장갑, 보안경, 호흡기 등 적절한 개인 보호 장비를 사용하는 것이 중요합니다. 또한 화합물은 부적합한 물질, 열원 및 발화원에서 멀리 떨어진 서늘하고 건조한 곳에 보관해야 합니다.
| 위험 기호 | 산화제 |
| 보안 설명 | 가연성 물질로부터 멀리 보관하십시오. 적절한 개인 보호 장비를 착용하십시오. 먼지나 연기를 흡입하지 마십시오. |
| UN 식별 번호 | UN1489 |
| HS 코드 | 2829.90.90 |
| 위험 등급 | 5.1 – 산화 물질 |
| 포장그룹 | II |
| 독성 | 장기간 노출되면 피부 자극이나 피부염을 일으킬 수 있습니다. 화합물을 섭취하거나 흡입하면 호흡기 자극을 유발할 수 있습니다. |
과염소산칼륨의 합성 방법
KClO4는 다양한 방법으로 합성될 수 있다.
일반적인 방법은 염소산칼륨을 과염소산바륨과 반응시키는 것입니다. 반응은 여과될 수 있는 부산물로 KClO4와 염화바륨을 생성합니다.
또 다른 방법은 염소산칼륨 과 염산 및 염화나트륨을 반응시키는 것입니다. 반응을 통해 KClO4와 염소산나트륨이 생성되며 이는 결정화를 통해 분리될 수 있습니다.
수산화칼륨 과 과염소산암모늄의 반응으로 KClO4도 합성될 수 있습니다. 반응을 통해 KClO4와 수산화암모늄이 생성되며 이는 여과를 통해 분리될 수 있습니다.
또 다른 방법은 촉매 존재 하에서 염화칼륨 과 과염소산나트륨 을 반응시키는 것입니다. 반응을 통해 KClO4와 염화나트륨이 생성되며 이는 결정화를 통해 분리될 수 있습니다.
과염소산칼륨의 용도
KClO4는 다양한 산업 분야에서 다양한 용도로 사용됩니다. 일반적인 용도 중 일부는 다음과 같습니다.
- 불꽃놀이(Pyrotechnics): 불꽃놀이 산업에서 널리 사용되는 산화제입니다. 불꽃놀이, 조명탄 및 기타 폭발물 제조에 사용됩니다.
- 로켓 프로펠러: 로켓 추진제 제조 시 산화제로 사용됩니다. 고체 로켓 부스터 및 우주 왕복선 발사에 일반적으로 사용됩니다.
- 에어백 개시제: 에어백 제조 시 개시제로 사용됩니다. 에어백이 전개되기 위해서는 KClO4로 코팅된 전선을 통해 전하가 전달됩니다. 이는 질소 가스를 생성하는 반응을 일으켜 에어백을 팽창시킵니다.
- 성냥: 안전 성냥 제작에 사용됩니다. 거친 표면에 닿으면 발화하는 가연성 화합물을 생성하기 위해 황화안티몬과 황을 혼합합니다.
- 전기 도금: 전기 도금 산업에서 금속 전기 도금에 사용되는 전해질의 구성 요소로 사용됩니다.
- 의학: 갑상선 기능 항진증과 같은 갑상선 질환의 치료에 사용됩니다. 그러나 안전성 문제로 인해 의학에서의 사용은 줄어들었습니다.
- 분석 화학: 특정 물질을 측정하기 위한 분석 화학의 시약으로도 사용됩니다.
질문:
Q: 과염소산칼륨 분자에는 어떤 종류의 결합이 포함되어 있나요?
A: KClO4에는 이온 결합과 공유 결합이 모두 포함되어 있습니다. K+ 이온과 ClO4- 이온은 이온 결합으로 결합되어 있는 반면, 과염소산염 이온 자체는 공유 결합과 이온 결합을 모두 포함합니다.
Q: 과염소산칼륨의 공식은 무엇입니까?
답: KClO4.
Q: 과염소산칼륨은 수용성인가요?
A: KClO4는 물에 용해되어 특정 조건에서 물처럼 변할 수 있습니다.
Q: 과염소산칼륨은 어떤 용도로 사용되나요?
A: KClO4는 불꽃놀이, 로켓 부스터, 에어백 팽창기 등 다양한 용도로 사용됩니다. 또한 분석 화학에서 시약 및 산화제로 사용됩니다.
Q: 과염소산칼륨 없이 플래시 분말을 만드는 방법은 무엇입니까?
A: 과염소산암모늄, 과염소산나트륨 또는 과산화바륨과 같은 대체 산화제를 사용하여 KClO4 없이 플래시 분말을 만들 수 있습니다.
Q: KClO4에 있는 개별 염소 원자의 산화 상태는 무엇입니까?
A: KClO4의 개별 염소 원자의 산화 상태는 +7입니다.
Q: KClO4는 물에 용해되나요?
A: 네, KClO4는 물에 용해됩니다.
Q: KClO4는 산인가요, 염기인가요?
A: KClO4는 산도 염기도 아닙니다. 금속(칼륨)과 다원자 이온(과염소산염)으로 구성된 염입니다.