탄산칼륨(K₂CO₃)의 물리적·화학적 특성 – 어떤 성질을 가질까?

탄산칼륨(K₂CO₃)은 비누, 유리, 식품, 화학 산업 등에서 사용되는 알칼리성 화합물이다.
하지만 물에 대한 용해도, 알칼리성 강도, 화학적 반응성 같은 기본적인 특성을 잘 알아야
각각의 용도에 맞게 효과적으로 활용할 수 있다.

그렇다면 탄산칼륨의 물리적·화학적 특성은 무엇일까?
하나씩 살펴보자.

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1. 탄산칼륨의 물리적 특성

✔ 색깔과 상태

• 무색 또는 흰색의 결정성 고체
• 공업적으로 생산되는 탄산칼륨은 분말 형태로 가공되어 사용된다.

✔ 녹는점과 끓는점

• 녹는점: 약 891°C
• 끓는점: 분해되기 때문에 명확한 끓는점이 없음.
• 높은 온도에서도 안정적으로 유지되지만, 일정 온도를 넘으면 분해됨.

✔ 밀도와 경도

• 밀도: 약 2.43 g/cm³
• 단단한 결정 형태를 가지며, 물에 쉽게 녹는다.

✔ 용해도 – 물에는 잘 녹지만, 유기 용매에는 녹지 않음

• 물에 매우 잘 녹는다.
• 에탄올, 벤젠 같은 유기 용매에는 거의 녹지 않는다.

✔ 흡습성 – 공기 중의 수분을 흡수하는 성질

• 탄산칼륨은 **공기 중의 습기를 잘 흡수하는 성질(흡습성)**이 강하다.
• 시간이 지나면 점점 습기를 머금어 액체처럼 변할 수도 있다.
• 보관할 때 밀폐된 용기에 보관하는 것이 중요하다.

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2. 탄산칼륨의 화학적 특성

✔ 강한 알칼리성

• 탄산칼륨은 물과 반응하여 pH 11~12 정도의 강한 알칼리성 용액을 만든다.
• 산성 물질과 만나면 즉시 중화 반응을 일으킨다.

✔ 물과 반응하여 수산화칼륨(KOH) 생성 가능

• 탄산칼륨은 물에 녹으면 부분적으로 **수산화칼륨(KOH)**을 형성할 수 있다.
• 이 때문에 강한 알칼리성 특성을 띠게 된다.

✔ 산과 반응하여 중화 반응을 일으킴

• 탄산칼륨은 강한 알칼리성 덕분에 산을 중화하는 능력이 뛰어나다.
• 예를 들어, 염산(HCl)과 반응하면 염화칼륨(KCl)과 이산화탄소(CO₂), 물이 생성된다.
• 이 성질을 이용해 수질 정화 및 폐수 처리에 활용된다.

✔ 이산화탄소(CO₂)와 반응하여 탄산수소칼륨(KHCO₃) 형성

• 탄산칼륨 수용액에 **이산화탄소(CO₂)를 주입하면 탄산수소칼륨(KHCO₃, 중탄산칼륨)**이 생성된다.
• 이 반응을 활용하여 발포제, 소화기, 제약 산업에서 사용되는 중탄산칼륨을 생산한다.

✔ 고온에서 분해 가능

• 탄산칼륨은 고온(약 1,000°C 이상)에서 산화칼륨(K₂O)과 이산화탄소(CO₂)로 분해될 수 있다.
• 이 특성을 활용해 유리 제조 및 세라믹 공정에서 열 안정성을 조절하는 데 사용된다.

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3. 탄산칼륨과 탄산나트륨의 차이점

탄산칼륨(K₂CO₃)과 탄산나트륨(Na₂CO₃)은 성질이 비슷하지만, 차이점이 있다.

특성탄산칼륨 (K₂CO₃)탄산나트륨 (Na₂CO₃)

pH (알칼리성)	강한 알칼리성 (pH 11~12)	비교적 약한 알칼리성 (pH 10~11)
용해도	물에 잘 녹음, 흡습성이 강함	물에 잘 녹지만, 흡습성이 낮음
사용 용도	비누, 유리, 식품, 세라믹	세제, 유리, 건축
흡습성	공기 중 습기 흡수	습기 흡수 정도가 낮음
고온에서의 안정성	1,000°C 이상에서 분해 가능	850°C 이상에서 분해 가능

✔ 핵심 차이점

• 탄산칼륨은 물에 매우 잘 녹고, 흡습성이 강하다.
• 탄산나트륨은 흡습성이 약하고, 상대적으로 약한 알칼리성을 띤다.
• 산업적으로는 탄산칼륨이 유리, 식품, 제약 산업에서 더 많이 사용된다.

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4. 탄산칼륨의 안전한 취급 방법

✔ 1) 보호 장비 착용 필수

• 탄산칼륨은 강한 알칼리성을 띠므로,
  취급할 때 보호 장갑, 보안경, 방진 마스크를 착용하는 것이 안전하다.

✔ 2) 피부 및 눈 보호

• 피부에 닿으면 건조해지거나 가벼운 자극이 발생할 수 있다.
• 눈에 들어갔을 경우 즉시 깨끗한 물로 15분 이상 세척해야 한다.

✔ 3) 밀폐된 용기에 보관

• 탄산칼륨은 공기 중의 습기를 흡수하기 때문에, 반드시 밀폐된 용기에 보관해야 한다.
• 습기가 많은 곳에 방치하면 점점 액체처럼 변할 수 있다.

✔ 4) 강산과 직접 섞지 않기

• 염산(HCl), 황산(H₂SO₄) 같은 강산과 반응하면
  급격한 반응이 일어나면서 열이 발생할 수 있으므로 주의해야 한다.

✔ 5) 폐수 배출 시 주의

• 강한 알칼리성이므로,
  배수구로 직접 흘려보내기 전에 중화 처리를 해야 한다.

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마무리 – 탄산칼륨의 특성 정리

✔ 물에 매우 잘 녹으며, 강한 알칼리성을 띰
✔ 산과 반응하여 중화 작용을 하며, 이산화탄소와 반응하여 탄산수소칼륨 형성 가능
✔ 유기 용매에는 녹지 않으며, 공기 중의 습기를 잘 흡수하는 성질이 있음
✔ 비누, 유리, 식품, 화학, 세라믹 산업 등에서 활용됨
✔ 취급 시 보호 장비 착용, 밀폐 보관 필수, 강산과 직접 혼합하지 않도록 주의

탄산칼륨은 다양한 산업과 화학 공정에서 중요한 역할을 하는 화합물이다.