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분자식

알코올과 에테르의 화학식 (알칸과 차이점)

2025. 4. 20. 09:07

알코올과 에테르의 화학식은 ?

알칸의 화학식과 어떤 차이가 있나요?

알코올과 에테르는 그냥 분자식으로만 보면 같습니다.

예를 들어 에탄올의 분자식은 C2H6O입니다.

그리고 디메틸에테르의 분자식도 C2H6O 로 둘 다 같습니다.

그런데 위 두 물질은 분자식은 같지만 엄연히 다른 성질이 물질입니다.

소주에 디메틸에테르가 들어 있다면 우리 몸에 매우 유해할 겁니다.

이 두 물질이 다르다는 것을 표현해 주기 위해 시성식이란 식으로 분자구조를 나타내 줍니다.

위 두 물질을 시성식으로 나타내 주면

에탄올은 C2H5-OH가 되고 디메틸에테르는 CH3-O-CH3가 됩니다.

여기서 -로 표시된 부분은 작용기를 나타낸 부분입니다.

이와같이 분자식은 같지만 성질이 다른 물질을 이성질체라고 합니다.

알칸은 포화탄화수소로서 CnH2n+2 의 구조를 갖는 물질을 말합니다.

위에서 탄소 2개짜리 에탄올을 예로 들었으므로 탄소 2개 짜리 알칸인 에탄을 예로 들어 봅시다.

에탄의 분자식은 C2H6 입니다.

에탄올은 C2H5-OH 이므로 차이는 수소 H 하나에 있습니다.

즉, 에탄에서 수소 H가 하나 빠지고 그 자리에 OH가 들어오면 에탄올이 됩니다.

에탄올에서 처럼 알칸에서 수소 H가 하나 빠진 것을 알킬기라고 하며 상당히 반응을 잘 합니다.

에틸 = C2H5

디메틸에테르(CH3-O-CH3)에서의 알킬기는 CH3 으로 메틸이라 부릅니다.

알코올은 알칸에서의 수소 하나가 hydroxy group (-OH)로 치환된 것입니다.

에테르는 ROR' 형태, 즉 산소를 중심으로 양쪽에 알킬기가 결합된 형태의 물질입니다.

종합하여 보면

C2H6O 의 이성질체 (알코올과 에테르)

C2H5OH = ethanol

CH3OCH3 = dimethyl ether

#이성질체 #에탄올 #디메틸에테르 #시성식 #화학식 #분자식 #알칸

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화학반응식

2025. 2. 27. 21:28

화학반응하여 생성되는 물질의 규칙을 알아 보자.

1. 산화수

▣ 산화수가 증가하면 산화, 감소하면 환원이다.

▣ 자유원소 (He, O2 등) 상태에서 산화수는 0이다.

▣ 다원자 이온에서 산화수 합은 그 이온의 전하와 같다.

▣ 화합물 안의 모든 원자의 산화수 합은 0이다.

-7	-6	-5	-4	-3	-2	-1	0
+1	+2	+3	+4	+5	+6	+7	+8
H							He
Li	Be	B	C	N	O	F	Ne
Na	Mg	Al	Si	P	S	Cl	Ar
K	Ca

빨간색의 글자는 예를 들어 수소 H의 경우 +1도 될 수 있고 -7도 될 수 있는데 대개는

+1이 된다는 것을 나타낸다. 빨간색 글자의 산화수를 갖는 것이 일반적이라는 말이다.

Na2CO3는 Na와 C와 O가 결합된 것이다.

C는 +4이고 O는 -2이다. 그런데 O는 3개가 있으므로 -6이 된다.

따라서 전체 합은 0이 되어야 하므로 +4 + (-2 × 3) + Na = 0 에서 Na는 +2가 되어야

하므로 Na2 가 된다.

NaOH는 Na와 OH가 결합된 것이다.

Na는 +1이고 OH는 -1이므로 산화수로 결합되는 것이다.

Na2O2는 Na와 O가 결합된 화합물이다.

이 경우에는 과산화물인데 과산화물의 경우에는 산소 O의 산화수는 -1이 된다.

따라서 Na는 +1이고 O는 -1이므로 Na2O2가 되는 산화수로 결합되는 것이다.

Ca(OH)2 는 Ca와 (OH)가 결합된 것이다.

Ca의 산화수는 +2이고 (OH)의 산화수는 O는 -2, H는 +1이므로 OH는 산화수가 -1이다.

따라서 Ca는 +2이고 (OH)는 -1이므로 Ca(OH)2로 결합하게 된다.

2. 화학반응의 종류

가. 연소반응

▣ 연소반응은 어떤 반응물이 산소화 반응하는 것을 의미한다. 대표적인 4가지 반응물의 연소형태를 나타내면 다음과

같다. 편의를 위해 화학식만 나타낸다.

C + O2 → CO2

H2 + O2 → H2O

S + O2 → SO2

P + O2 → P2O5

[핵심 Key]

CS2의 연소반응에서 C는 연소되어 CO2를 생성하고 S는 연소되어 SO2를 생성하므로

CS2 + O2 → CO2 + SO2

(미정계수법 생략)

CH3COOH 의 연소반응에서 C는 CO2를 생성하고 H는 H2O생성하므로

CH3COOH + H2 → CO2 + H2O

(미정계수법 생략)

산소는 산소와 반응하므로 다른 생성물이 나오지 않는다.

나. 물과의 반응

▣ 위험물이 물과 반응하면 반응식이 다음과 같이 나타난다.

AB + H2O → A(OH)n + BH

⊙ n은 A의 주기율표 족을 의미한다. 예를 들어,

CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2

Ca(OH)2는 Ca가 주기율표 2족 원소이기 때문에 n = 2가 된다.

※ 물과의 반응에서 자주 출제되는 반응식

수소화나트륨	NaH + H2O → NaOH + H2 수소화나트륨 물 수산화나트륨 수소
인화칼슘	CaP2 + H2O → 3 (CaOH)2 + 2PH3 인화칼슘 물 수산화칼슘 포스핀(인화수소)
탄화칼슘	CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 탄화칼슘 물 수산화칼슘 아세틸렌
탄화알루미늄	Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4 탄화알루미늄 물 수산화알루미늄 메탄

▣ 알칼리금속의 과산화물은 물과 반응시 산소를 발생한다.

2Na2O2 + 2H2O → 4NaOH + O2

과산화나트륨 물 수산화나트륨 산소

[핵심 Key]

▣ 물과의 반응시 생성되는 기체

⊙ 수소화나트륨 → 수소

⊙ 인화칼슘 → 포스핀(인화수소)

⊙ 탄화칼슘 → 아세틸렌

⊙ 탄화알루미늄 → 메탄

⊙ 트리에틸알루미늄 → 에탄

⊙ 알칼리금속의 과산화물 → 산소

⊙ 대부분의 금속류 → 수소

다. 분해반응

▣ 산소를 함유하는 제1류, 제5류, 제6류 위험물의 분해 반응식이 대부분이다.

라. 기타 반응식

① 산과의 반응

⊙ 무기과산홤루은 산과 반응시 과산화수소를 생성한다.

CaO2 + 2HCl → CaCl2 + H2O2

과산화칼슘 염산 염화칼슘 과산화수소

⊙ 금속이 산과 반응하는 것은 물과 반응하는 것과 마찬가지로 수소를 발생한다.

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

마그네슘 염산 염화마그네슘 수소

② 산과의 반응

⊙ 무기과산화물은 산과 반응시 과산화수소를 생성한다.

CaO2 + 2HCl → CaCl2 + H2O2

과산화칼슘 염산 염화칼슘 과산화수소

⊙ 금속이 산과 반응하는 것은 물과 반응하는 것과 마찬가지로 수소를 발생한다.

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

마그네슘 염산 염화마그네슘 수소

③ 에틸렌 직접 산화

C2H4 + PdCl2 + H2O → CH3CHO + Pd + 2HCl

P4 + 3NaOH + 3H2O → PH3 + 3NaH2PO2

황린 수산화나트륨 물 포스핀(인화수소) 차아인산나트륨

※ 참고

▣ 기타 반응은 화학반응식 중에서 출제 비중이 높진 않지만 출제되었던 문제가 그대로 나오거나 약간 변형되어

나오므로 출제된 화학반응식은 꼭 연습해 보아야 한다.

3. 유별 화학반응식

가. 제1류 위험물

등급	품명	지정 수량	대표 위험물	분자식	분해	물 +H2O	산	이산화탄소 +CO2
Ⅰ	무기과산화물	50㎏	과산화칼륨	K2O2	→K2O+O2	KOH +O2	CH3COOH→ CH3COOK+ H2O2	K2CO3+ O2
Ⅰ	무기과산화물	50㎏	과산화 나트륨	Na2O2		NaOH +O2	CH3COOH→ CH3COONa+ H2O2	Na2CO3 + O2
Ⅰ	아염소산염류	50㎏	아염소산 나트륨	NaClO2		해당 없음
Ⅰ	과염소산염류	50㎏	과염소산 칼륨	KClO4	KCl+O2	해당 없음
Ⅰ	과염소산염류	50㎏	과염소산 나트륨	NaClO4		해당 없음
Ⅰ	염소산염류	50㎏	염소산 칼륨	KClO3	KCl+O2	해당 없음
Ⅰ	염소산염류	50㎏	염소산 나트륨	NaClO3	NaCl+O2	해당 없음
Ⅱ	아이오딘산 염류	300㎏	아이오딘산칼륨	KIO3		해당 없음
Ⅱ	브롬산염류	300㎏	브롬산 암모늄	NH4BrO3		해당 없음
Ⅱ	질산염류	300㎏	질산칼륨	KNO3	KNO2+O2	해당 없음
			질산 나트륨	NaNO3	NaNO2 + O2	해당 없음
			질산 암모늄	NH4NO3	N2+O2 +H2O	해당 없음
Ⅲ	중크롬산 염류	1000㎏	중크롬산 칼륨	K2Cr2O7	4K2CrO4 + 2Cr2O3 + 3O2	해당 없음
Ⅲ	과망간산 염류	1000㎏	과망간산 칼륨	KMnO4	K2MnO4 + MnO2 +O2	해당 없음

나. 제2류 위험물

등급	품명	지정 수량	위험물	분자식	산소 + O2	물 +H2O	염산	기타
Ⅱ	황화린	100㎏	삼황화린	P4S3	SO2 + 2P2O5
			오황화린	P2S5	P2O5 + SO2	H3PO4 +H2S =========2H2S + 3O2 → 2SO2+2H2O
			칠황화린	P4S7	P2O5 + SO2
Ⅱ	황	100㎏	황	S	SO2
Ⅱ	적린	100㎏	인	P
Ⅲ	철분	500㎏	철분	Fe	Fe2O3	Fe3O4 +H2	FeCl2+H2
Ⅲ	마그네슘	500㎏	마그네슘	Mg	MgO	Mg(OH)2 +H2	AlCl3+H2	CO2→ MgO+C
Ⅲ	금속분	500㎏	알루미늄분	Al	Al2O3	Al(OH)3+H2	AlCl3+H2
			아연분	Zn		Zn(OH)2+H2	ZnCl2+H2
			안티몬	Sb
Ⅲ	인화성 고체	1000㎏	고형알코올

다. 제3류 위험물

등급	품명	지정 수량	위험물	분자식	연소 + O2	물 +H2O	기타	알코올
Ⅰ	알킬 알루 미늄	10㎏	트리메틸 알루미늄	(CH3)3Al		Al(OH)3+CH4 OH4+2O2 →CO2+2H2O
			트리에틸 알루미늄	(C2H5)3Al	CO2+H2O+Al2O3	Al(OH)2+ 3C2H6 2C2H5+7O2→4CO2+6H2O	HCl→(C2H5)2AlCl+C2H6	+CH3OH→(CH3O)3Al+3C2H6
			트리에틸 알루미늄	(C2H5)3Al	CO2+H2O+Al2O3	Al(OH)2+ 3C2H6 2C2H5+7O2→4CO2+6H2O	+Cl2→AlCl3+C2H5Cl	+C2H5OH→(C2H5O)3Al+C2H6
Ⅰ	칼륨	10㎏	칼륨	K	K2O	KOH+H2	CO2→K2CO3+C	C2H5OH→C2H5OK+H2
Ⅰ	알킬 리튬	10㎏	메틸리튬	CH3Li
Ⅰ	알킬 리튬	10㎏	에틸리튬	C2H5Li
Ⅰ	나트륨	10㎏	나트륨	Na				C2H5OH→C2H5OHNa+H2
Ⅰ	황린	20㎏	황린	P4			KOH+H2O→ KH2PO2
Ⅱ	알칼리 금속	50㎏	리튬	Li
	알칼리 금속		루비듐	Rb
	알칼리토금속		칼슘	Ca		Ca(OH)2+H2
	알칼리토금속		바륨	Ba
Ⅱ	유기금속화합물	50㎏
Ⅲ	금속수소화합물	300㎏	수소화칼슘	CaH2		Ca(OH)2+H2
			수소화나트륨	NaH		NaOH+H2
			수소화리튬	LiH		LiOH+H2
Ⅲ	금속인화합물	300㎏	인화칼슘	CaP2		Ca(OH)2 +PH3
Ⅲ	금속인화합물	300㎏	인화아연	Zn3P2		Zn(OH)2+PH3
Ⅲ	칼슘알루미늄탄화물	300㎏	탄화칼슘	CaC2		Ca(OH)2+C2H2 2C2H2+5O2→4CO2+2H2O	+N2→CaCN2+C
			탄화알루미늄	Al4C3		Al(OH)3+CH4 CH4+2O2→CO2+2H2O
			탄화리튬	Li2C2		LiOH+C2H2
Ⅲ	그외	300㎏	염소화규소화합물

라. 제4류 위험물

등급	품명		지정수량	위험물	분자식	연소 +O
Ⅰ	특수 인화물	비수용성	50ℓ	이황화탄소	C2S	CO2+SO2
		비수용성		디에틸에테르	C2H5OC2H5
		수용성		아세트알데히드	CH3CHO	CO2+H2O
		수용성		산화프로필렌	OCH2OHCH3
Ⅱ	제1석유류	비수용성	200ℓ	휘발유
				메틸에틸케톤	CH3COC2H5	→ CO2+H2O
				톨루엔	C6H5CH3
				벤젠	C6H6	→ CO2+H2O
				포름산메틸	HCOOCH3
		수용성	400ℓ	사인화수소	HCN	→ N2+CO2 2H2O
				아세톤	CH3COCH3
				피리딘	C5H6N
Ⅱ	알코올류		400ℓ	메틸알코올	CH3OH	→ CO2 + 4H2O
Ⅱ	알코올류		400ℓ	에틸알코올	C2H5OH
Ⅲ	제2석유류	비수용성	1,000ℓ	등유
				경유
				스틸렌	C6H5C2H3
				크실렌	C6H5C2H3
				클로로벤젠	C6H5Cl
		수용성	2,000ℓ	아세트산	CH3COOH	→ CO2 + H2O
				포름산	HCOOH
				히드라진	N2H4	→ NO2 + H2O

마. 제5류 위험물

등급	품명		지정수량	위험물	분자식	분해
Ⅰ	질산에스터류		10㎏	질산메틸	CH3ONO2
				질산에틸	C2H5ONO2
				나이트로글리세린	C2H5(ONO2)3	→CO+H2O+M2+O2
				나이트로글리콜	C2H4(ONO2)2
				나이트로셀룰로오스 (질산섬유소)
				셀룰로이드
Ⅰ	유기과산화물		10㎏	과산화벤조일 (벤조일퍼옥사이드)	(C6H5CO)2O2
Ⅰ	유기과산화물		10㎏	아세틸퍼옥사이드	(CH3CO)2O2
Ⅱ	하이드록실아민		100㎏		NH2OH
Ⅱ	하이드록실아민염류		100㎏
Ⅱ	나이트로화합물		200㎏	트리나이트로톨루엔 (TNT)	C6H2(NO2)3CH3	→ C+N2+H2+CO
				트리나이트로페놀 (피크린산, TNP)	C6H2(NO2)3OH
				테트릴
Ⅱ	나이트로소화합물		200㎏
Ⅱ	아조화합물		200㎏
Ⅱ	디아조화합물		200㎏
Ⅱ	하이드라진유도체		200㎏	염산하이드라진
Ⅱ	하이드라진유도체		200㎏	황산하이드라진
Ⅱ	그 외	금속의아지화합물	200㎏
Ⅱ	그 외	질산구이니딘	200㎏

바. 제6류 위험물

등급	품명		지정수량	위험물	분자식	분해	기타
Ⅰ	질산		300㎏	질산	HNO3	→H2O+NO2+O2
Ⅰ	과산화수소		300㎏	과산화수소	H2O2	→H2O+O2	+N2H4→N2+H2O
Ⅰ	과염소산		300㎏	과염소산	HClO4
Ⅰ	그 외	할로젠간화합물	300㎏		BrF3
					BrF5
					IF5

【미정계수법】

미정계수법 반응물 생성물

a CaC2 + b H2O → c Ca(OH)2 + d C2H2

Ca a = c a = 1

C 2a = 2d b = 2

H 2b = 2c + 2d c = 1

O b = 2c d = 1

※ 만약 a = 1이라고 가정을 하고 수식을 풀게 된다.

a = 1 이라면 a=C 이므로 C=1이 된다.

b=2c 이므로 b = 2가 된다.

또한 2a = 2d 이므로 d = 1이 된다.

a,b,c,d가 모두 나왔다고 그대로 쓰면 안된다.

2b = 2c + 2d 를 풀지 않았으므로 이를 대입시켜 보아야 한다.

2b = 2c + 2d ⇒ 2 × 2 = 2 × 1 + 2 × 1 이 맞으므로 계수는 맞게 된다.

따라서 최종 정리하게 되면

a CaC2 + b H2O → c Ca(OH)2 + d C2H2 에서

CaC2 + 2 H2O → Ca(OH)2 + C2H2 이 된다.

#화학반응식 #반응물 #생성물 #위험물 #등급 #분자식 #질산에스터류 #아조화합물

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위험물 기능장 제1~6류 위험물 시성식 총정리

2024. 12. 23. 15:04

화합물의 화학식에는 종류가 많다.

아세트산의 화학식의 종류는 분자식, 실험식, 시성식, 구조식, 이온식 등 표기방식이 있다.

화학식은 분자식 보다 넓은 의미이다.

화학식은 분자식과 같은데 분자 이외에도 이온 화합물까지 표현하는 방식이다. NaCl 등...

즉, 특별한 작용기가 없는 화합물은 분자식으로, 작용기가 있는 화합물의 화학식은 시성식으로

표기한다. 결국 화학식은 그 화합물이 정확하게 어떤 작용을 하는가를 표현하는 방식이다.

그럼 아세트산의 화학식은 ?

분자식은 C2H4O2이지만 - COOH (카르복실기)의 작용기가 있으므로

아세트산의 화학식, 시성식은 CH3COOH 이다.

[화학식의 종류]

① 분자식 : 각 원소별 갯수를 파악해 나열식으로 표현해 주는 방식

② 실험식 : 갯수가 아닌 갯수의 비율을 의미, 최대 공약수로 나누어 준다.

③ 시성식 : 작용기로 표시해 주는 방식

④ 구조식 : 구조식은 분자의 결합상태까지

⑤ 이온식 : 이온화 되었을 때의 전하량을 표시해 주는 것

※ 작용기란 특정한 성질을 보이는 원소들의 집합

ex : COOH 카르복실기 ( 이 작용기가 있는 물질들은 공통적인 특징을 갖는다)

시성식(示性式, : rational formula)은 화학에서 화합물의 성질을 밝히기 위해 분자 내의 화학적 특성을 지배하는 원자단을

쉽게 알 수 있도록 나타낸 화학식이다. 분자 속에 있는 작용기의 종류, 수, 결합의 순서 등을 나타낸다. 예를 들면,

에탄올의 분자식은 C2H6O이고, 시성식은 C2H5OH이다.

제 1류 위험물

NaClO2 아염소산나트륨

KClO3 염소산칼륨

KClO4 과염소산칼륨

K2O2 과산화칼륨

KNO3 질산칼륨

NH4NO3 질산암모늄

KMnO4 과망간산칼륨

제 2류 위험물

P4S3 삼황화린

P2S5 오황화린

P4S7 칠황화린

제 3류 위험물

P4 황린

Ca3P2 인화칼슘

CaC2 탄화칼슘

Al4C3 탄화알루미늄

제 4류 위험물

C2H5OC2H5 디에틸에테르

CS2 이황화탄소

CH3CHO 아세트알데히드

CH3CH2CHO 산화프로필렌

C8H18 가솔린

C6H6 벤젠

C6H5CH3 톨루엔

CH3COCH3 아세톤

C5H5N 피리딘

HCN 시안화수소

CH3COOCH3 초산메틸

CH3COOC2H5 초산에틸

HCOOCH3 의산메틸

HCOOC2H5 의산에틸

CH3OH 메틸알코올

C2H5OH 에틸알코올

C3H7OH 프로필알코올

C6H5Cl 클로로벤젠

CH3COOH 아세트산

HCOOH 포름산(의산)

N2H4 히드라진

C6H5NH2 아닐린

C6H5NO2 니트로벤젠

C2H4(OH)2 에틸렌글리콜

C3H5(OH)3 글리세린

제 5류 위험물

CH3NO3 질산메틸

C2H5NO3 질산에틸

C2H4(ONO2)2 니트로글리콜

C3H5(ONO2)3 니트로글리세린

C6H2OH(NO2)3 트리니트로페놀

C6H2CH3(NO2)3 트리니트로톨루엔

제 6류 위험물

HClO4 과염소산

H2O2 과산화수소

HNO3 질산

소화약제

NaHCO3 탄산수소나트륨

KHCO3 탄산수소칼륨

NH4H2PO4 인산암모늄

#시성식 #화학식 #위험물 #프로필렌 #톨루엔 #페놀 #소화약제

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분자식과 화학반응식 - 소방학 개론

2022. 10. 22. 20:53

1. 분자식

① 원자 : 물질을 구성하는 기본 입자

② 분자 : 물질의 성질을 가지는 가장 작은 입자

③ 분자식 : 분자를 이루는 원자의 종류와 개수를 원소기호와 숫자로 나타내는 식

2. 화학반응식

▣ 물질의 성질이 변하는 화학반응의 반응물을 왼쪽에 생성물을 오른 쪽에 나타내는 식을 말한다.

【소방학 개론에 나오는 완전연소 화학반응식】

ex) 메탄 분자 하나를 완전 연소시키기 위한 산소의 원자수는 몇개가 필요한가 ?

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O

C 1 = 1

H 4 = 2 × 2 = 4

O 2×2 = 4 = 2 + 2 = 4

※ 질량 보존의 법칙에 따라 화학반응에 의해 원자의 개수는 변하지 않는다.

따라서 당초 화학반응전 원자 수와 반응 후의 원자개수를 비교하여 산정할 수 있다.

정답 : 4개

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2. 화학반응식

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O

C 1 = 1

H 4 = 2 × 2 = 4

O 2×2 = 4 = 2 + 2 = 4

정답 : 4개

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