21-3에틸알코올이 나트륨과 반응하는 경우에 대하여 다음 물음에 답하시… | 2021년 위험물기능사실기(필답형) 3회차 기출문제 상세 페이지

(1) $2\mathrm{C_2H_5OH} + 2\mathrm{Na} \rightarrow 2\mathrm{C_2H_5ONa} + \mathrm{H_2}$

(2) 12.23 L

[해설]

나트륨은 알코올의 하이드록시기와 반응해 나트륨알콕사이드를 만들면서 수소를 내놓는다. 에틸알코올과 반응하면 나트륨에틸레이트($\mathrm{C_2H_5ONa}$)가 생긴다.

$2\mathrm{C_2H_5OH} + 2\mathrm{Na} \rightarrow 2\mathrm{C_2H_5ONa} + \mathrm{H_2}$

① 몰수 — 에틸알코올의 분자량은 $12 \times 2 + 1 \times 6 + 16 = 46$이므로 46 g은 정확히 1 mol이다.

② 수소의 몰수 — 반응식에서 에틸알코올 2 mol이 반응할 때 수소가 1 mol 나오므로, 1 mol이 반응하면 수소는 $0.5\,\mathrm{mol}$이다.

③ 부피 — 25 ℃는 표준상태가 아니므로 22.4 L를 그냥 곱하면 안 되고 이상기체 상태방정식을 써야 한다.

$V = \dfrac{nRT}{P} = \dfrac{0.5 \times 0.08205 \times (273 + 25)}{1} = 12.2255$

따라서 발생하는 수소의 부피는 12.23 L이다.

같은 문항을 “표준상태”로 조건을 걸어 싣고 $0.5 \times 22.4 = 11.2\,\mathrm{L}$를 답으로 두는 교재도 있다. 표준상태(0 ℃, 1기압)라면 그 값이 맞지만, 온도가 25 ℃로 주어지면 12.23 L가 된다. 조건에 온도가 명시되어 있는지를 먼저 보는 습관을 들여야 한다.

참고로 나트륨은 물뿐 아니라 알코올과도 이렇게 반응해 수소를 내므로 물기와 알코올을 피해 등유·경유 같은 보호액 속에 저장한다.