위험물기능장 화학의 기초 법칙 — 기체 1몰 부피와 산화수

표준상태(0도, 1기압)에서 모든 기체 1몰의 부피는 약 22.4리터로 같다. 아보가드로 수인 6.02 곱하기 10의 23제곱 개도 1몰이므로 같은 부피를 차지한다. 산소 기체의 분자량은 32이므로 32그램이 1몰이고, 16그램은 그 절반인 0.5몰로서 부피가 11.2리터가 된다. 같은 온도와 압력이라면 질량이 아니라 몰수가 부피를 정한다는 점이 이 법칙의 핵심이다.

산화수는 수소를 +1, 산소를 -2로 놓고 화합물 전체의 전하 합이 0이 되도록 계산한다. 염소산(HClO2)에서는 +1과 -4의 합을 0으로 만드는 염소의 산화수가 +3이 된다. 같은 염소 화합물이라도 HClO는 +1, HClO3는 +5, HClO4는 +7로 값이 달라지므로 화학식의 산소 개수를 세어야 한다.

비중은 물을 1.0으로 두고 비교한다. 이황화탄소는 비중이 약 1.26이라 물보다 무겁고, 에테르와 이소프렌, 산화프로필렌은 1.0보다 작아 물 위에 뜨는 가벼운 용매이다. 위험물을 다룰 때 액체가 물에 가라앉는지 뜨는지는 소화와 저장 방법을 가르는 기준이 된다.

연소와 분해의 생성물도 기초 법칙 위에서 정리된다. 황린이 연소하면 오산화인(P2O5)이 생기고, 이것이 공기 중 수분을 흡수해 인산으로 변하면서 미세한 입자가 흰 연기로 보인다. 삼산화황(SO3)은 물과 격렬히 반응하며 열을 내고 황산(H2SO4)을 만든다. TNT는 탄소·수소·산소·질소로 이루어져 있는데, 분해될 때 산소가 충분하지 않아 일산화탄소가 주로 발생한다. 과산화나트륨은 묽은 산과 반응하면 과산화수소를 만든다.

검출과 산화 반응도 생성물의 차이로 갈린다. 에테르 속 과산화물은 요오드화칼륨 수용액으로 확인하며, 과산화물이 있으면 요오드가 석출되어 갈색으로 변한다. 알코올은 1차가 알데히드를 거쳐 카르복실산으로, 2차가 케톤으로 산화되고 3차는 산화되지 않는다. 크산토프로테인 반응은 질산이 단백질의 방향족 아미노산과 반응해 노란색을 띠는 현상이다.