수산화칼슘(Ca(OH)₂)의 물리적·화학적 특성 – 어떤 성질을 가지고 있을까?

수산화칼슘(Ca(OH)₂)은 건설, 농업, 환경, 식품, 의약 산업 등 다양한 분야에서 사용되는 알칼리성 화합물이다.
특히 강한 알칼리성, 물과의 반응성, 중화 작용 등 독특한 물리·화학적 특성 덕분에 여러 용도로 활용된다.

그렇다면 수산화칼슘은 구체적으로 어떤 성질을 가지고 있을까?

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1. 수산화칼슘의 물리적 특성

수산화칼슘은 흰색의 고체 물질로, 물과 반응하여 특유의 알칼리성 용액을 만든다.

(1) 흰색 결정성 고체

• 수산화칼슘은 흰색의 가루 형태 또는 결정성 고체로 존재한다.
• 고체 상태에서는 부드럽고 미세한 가루이며, 벽돌 제조나 도료로도 활용된다.

(2) 물에 대한 용해도 – 약간 녹는 성질

• 수산화칼슘은 물에 약간 녹으며, 강한 알칼리성 용액(석회수, lime water)을 형성한다.
• 저온에서는 더 잘 녹고, 온도가 높아질수록 용해도가 감소하는 특성이 있다.

(3) pH – 강한 알칼리성

• 수산화칼슘 용액은 강한 알칼리성을 띄며, pH는 약 12~13이다.
• 이 성질을 이용해 산성 폐수를 중화하거나, 농업에서 산성 토양을 개량하는 용도로 사용된다.

(4) 공기 중에서 이산화탄소와 반응하는 성질

• 수산화칼슘은 공기 중의 이산화탄소(CO₂)와 반응하여 탄산칼슘(CaCO₃)을 형성한다.
• 이 과정은 시간이 지나면서 천천히 일어나며, 석회 페인트가 벽에 굳어지는 원리도 이와 같다.

수산화칼슘은 물에 약간 녹아 알칼리성 용액을 만들고, 공기 중에서 변하는 특성을 가진다.

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2. 수산화칼슘의 화학적 특성

수산화칼슘은 산과 반응하여 중화 작용을 하고, 물과 반응하여 특정 용액을 형성하는 등 다양한 화학적 특성을 가진다.

(1) 물과 반응하여 석회수 형성

• 수산화칼슘을 물에 넣으면 석회수(lime water)가 형성되며, 강한 알칼리성을 띤다.
• 석회수는 탄산가스를 검출하는 실험이나, 산업적으로 산성 물질을 중화하는 용도로 사용된다.

(2) 산과 반응하여 염과 물을 생성 – 중화 반응

• 수산화칼슘은 산과 반응하여 염과 물을 형성하는 대표적인 염기성 물질이다.
• 이 성질을 이용해 산성 폐수를 중화하거나, 토양의 산도를 조절하는 데 활용된다.

(3) 공기 중의 이산화탄소와 반응하여 탄산칼슘 생성

• 수산화칼슘 + 이산화탄소(CO₂) → 탄산칼슘(CaCO₃) + 물
• 이 반응을 이용해 시멘트 경화, 석회 페인트 제작, 농업에서 석회 처리를 하는 과정에서 활용된다.

(4) 고온에서 분해 – 산화칼슘으로 변환

• 수산화칼슘을 고온(약 580~600°C)에서 가열하면 물을 잃고 산화칼슘(CaO, 생석회)으로 변한다.
• 이 성질은 석회 제조 과정에서 중요한 역할을 한다.

수산화칼슘은 산과 반응하여 중화 작용을 하고, 공기 중에서 탄산칼슘으로 변하며, 가열하면 생석회로 변하는 특성을 가진다.

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3. 수산화칼슘의 반응 실험 – 석회수 실험

수산화칼슘의 대표적인 실험 중 하나가 석회수(Ca(OH)₂ 용액)로 이산화탄소를 검출하는 실험이다.

(1) 실험 과정

1. 수산화칼슘을 물에 녹여 석회수를 만든다.
2. 석회수에 숨을 불어넣거나, 이산화탄소(CO₂) 기체를 주입한다.
3. 석회수가 뿌옇게 흐려지면, 이산화탄소가 존재한다는 것을 확인할 수 있다.

(2) 반응 원리

• 석회수는 이산화탄소와 반응하여 탄산칼슘(CaCO₃)을 생성하면서 뿌옇게 변한다.
• 이 반응을 이용해 탄산가스를 검출하거나, 시멘트 제조 과정에서 활용할 수 있다.

석회수 실험은 이산화탄소 검출 실험, 화학 실험, 환경 연구 등에서 유용하게 활용된다.

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4. 수산화칼슘의 특성 요약

수산화칼슘은 다양한 물리·화학적 특성을 가진 화합물로, 여러 산업에서 활용된다.

물리적 특성

흰색의 미세한 가루 또는 결정 형태
물에 약간 녹으며, 강한 알칼리성(pH 12~13)을 띤다.
공기 중에서 이산화탄소와 반응하여 탄산칼슘으로 변할 수 있다.

화학적 특성

산과 반응하여 염과 물을 형성하는 중화 반응을 한다.
공기 중의 CO₂와 반응하여 탄산칼슘을 생성한다.
가열하면 산화칼슘(CaO)으로 변한다.
석회수를 이용한 이산화탄소 검출 실험이 가능하다.

수산화칼슘은 이러한 특성을 바탕으로 건설, 농업, 환경, 식품, 의약 등 다양한 산업에서 필수적으로 사용된다.

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5. 수산화칼슘, 다양한 산업에서 필수적인 화합물

수산화칼슘은 단순한 물질이 아니라, 알칼리성 특성과 반응성을 활용해 여러 산업에서 중요한 역할을 하는 화합물이다.

• 건설 산업 → 시멘트 제조, 석회 페인트, 벽돌 생산
• 농업 → 토양 개량제, 병해충 방제제(보르도액)
• 수질 정화 → 폐수 및 하수 처리, pH 조절
• 식품 산업 → 두부 응고제, 젤리 및 해조류 가공, 살균제
• 환경 연구 및 실험 → 이산화탄소 검출 실험(석회수 실험)

이처럼 수산화칼슘은 물리·화학적 특성을 기반으로 다양한 산업에서 없어서는 안 되는 화합물이다.
이 특성을 잘 이해하면 더 효과적으로 활용할 수 있다.