이산화황 제거 반응 (이산화황과 산화칼슘 반응)

흔히들 배기가스나 공장에서 연소 공정 후에 발생하는 가스에 포함된 SOx, Nox라 부르는 황 산화물과 질소 산화물은 대기오염물질인데요, 고1 통합과학의 중화반응과 관련하여 이산화황을 산화칼슘으로 제거하는 반응에 대해 정리해 봅니다.

이산화황(SO2)과 산화칼슘(CaO)만으로 언뜻 보기에는 물과 염을 생성하는 발열반응인 중화반응이 일어나지 않을 것 같습니다만,

SO2(g) + H2O(l) → H2SO3(aq)

위의 반응을 통해 아황산가스(산)가 생성이 되고요,

CaO(s) + H2O(l) → Ca(OH)2(aq)

또 반응을 통해 수산화칼슘(염기)이 생성이 됩니다. 참고로 수산화칼슘은 소석회, 가성석회라고도 합니다.

여기서 위의 두 반응 생성물의 반응은 아래와 같이 진행이 됩니다.

H2SO3(aq) + Ca(OH)2 → CaSO3(s) + 2H2O

산과 염기가 반응하여 물과 염을 생성하는 중화반응입니다.

마지막으로 정리를 하면, 아래와 같이 되는데, 이산화황을 산화칼슘으로 제거하는 반응 공정이 중화반응이라고만 막연하게 배우면 아래 반응이 중화반응인 것이 쉽게 이해가 안 될 수가 있겠죠. (산화환원반응 아님)

SO2(aq) + CaO(aq) → CaSO3(s)

참고로 일전에 석회수와 CO2의 반응에 대해서도 아래처럼 정리한 바가 있는데, 위에 생성된 석회수가 이산화탄소가 반응하여 CaCO3가 생성됩니다. (아래 포스팅 참조)

석회수와 이산화탄소의 반응

과학 과목을 공부하다 보면, 석회수가 자주 등장하는데, 석회수에 튜브나 호스를 통해 기체를 흘려보내는 내용이라면 굉장히 높은 확률로 이산화탄소(CO2)가 발생하는 반응이라고 생각을 하면

jcspirit.tistory.com

Ca(OH)2(aq) + CO2(g) → CaCO3(s) + H2O(l)

이 탄산칼슘이 이산화황과 아래와 같이 반응이 진행되기도 하는데, 여기서 생성된 일부 CaSO3는 공기 중의 산소와 결합하여 CaSO4로 전환이 됩니다.

CaCO3(s) + SO2(g) → CaSO3(s) + CO2(g)

2CaSO(3) + O2(g) → 2CaSO4(s)

황산칼슘, 즉 석고가 생성되었습니다. 시멘트 원료나 다쳤을 때 깁스에 많이 사용기도 하고, 미술시간에 석고상을 만들거나 본 경험도 있겠죠. 석고 보드도 본 적이 있을 것이므로 익숙한 물질일 것입니다.

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