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28.05 - 알칼리금속·알칼리토류금속, 희토류(稀土類)금속, 스칸듐과 이트륨(상호 혼합된 것인지 또는 상호 합금된 것인지에 상관없다), 수은
[호해설] (A) 알칼리금속
5종의 알칼리금속은 유연하고 비교적 가벼우며 냉수에서 분해되고 ; 공기 중에서 변질되어 수산화물을 형성한다. (1) 리튬(lithium)
이는 이 그룹에서 가장 가볍고(비중=0.54) 단단하다. 이는 광물유와 불활성가스에 보존된다.
리튬은 금속의 질을 개량하는데 도움을 주고 여러 가지 합금(예: 내마모성 합금)에 사용한다. 이는 다른 원소와의 친화력이 강하므로 순수 상태의 그 밖의 금속을 얻는데 사용한다. (2) 나트륨(sodium)
금속광택을 가진 고체(비중=0.97)로 절단 후 단면이 쉽게 녹(錆)이 나며 광물유(鑛物油)나 용접한 밀폐통에 보존한다.
나트륨은 용해한 염화나트륨이나 수산화나트륨을 전해하여 얻는다.
이는 과산화나트륨·시안화나트륨·소다마이드(sodamide) 등의 제조와 인디고(indigo)공업·폭약의 제조(화학적인 뇌관과 퓨즈)·부타디엔(butadiene)의 중합·내마모성 합금·티탄과 지그코늄(zirconium)의 야금(冶金)공업에 사용한다.
이 호에는 아말감 나트륨(sodium amalgam)은 제외한다(제2853호). (3) 칼륨(potassium)
은백색의 금속(비중=0.85)으로 보통 칼로 절단할 수 있으며 광물유(鑛物油)나 밀봉한 앰플에 보존한다.
칼륨은 사진용 광전지와 내마모성 합금 제조에 사용한다. (4) 루비듐(rubidium)
은백색의 고체(비중=1.5)로 나트륨보다 가용성이 크며 밀봉한 앰플과 광물유(鑛物油)에 보존한다.
나트륨과 같이 내마모성 합금에 사용한다. (5) 세슘(caesium)
은백색이거나 황색의 금속(비중=1.9)으로 공기와 접촉하면 발화하며 ; 가장 쉽게 산화되는 금속으로 ; 밀봉한 앰플이나 광물유(鑛物油 : mineral oil)에 보존한다.
방사선 알칼리 금속인 프란슘(francium)은 제외한다(제2844호). (B) 알칼리토류금속
3종의 알칼리토류금속(alkaline-earth metal)은 가단성(可鍛性)이 있고 냉수에서 쉽게 분해되며 ; 이들은 습한 공기(damp air) 중에서 변질된다. (1) 칼슘(calcium)
산화칼슘을 알루미늄 열 환원을 하거나 용해한 염화칼슘을 전해하여 얻으며 백색금속(비중=1.57)으로 아르곤의 정제·구리나 철강의 정련·지르코늄·수소화칼슘·내마모성 합금 등의 제조에 사용한다. (2) 스트론튬(strontium)
백색이거나 담황색의 금속으로 연성(ductile)이 있으며 비중은 2.5%이다. (3) 바륨(barium)
백색의 금속(비중=4.2)으로서 ; 내마모성 합금(anti-friction alloys)과 진공관의 게터(getters)의 제조에 사용한다(제3824호).
이 호에서 라듐(radium)(방사성 원소)(제2844호)·마그네슘(제8104호)·베릴륨(beryllium)(제8112호)은 제외하며 ; 이들은 모두 어떤 의미에서 유사한 알칼리토류금속이다. (C) 희토류(稀土類 : rare-earth)금속, 스칸듐과 이트륨(상호 혼합된 것인지 또는 상호 합금한 것인지에 상관없다)
희토류(稀土類 : rare-earth)금속("희토"라는 용어는 그의 산화물에 적용한다)이나 란타논(lanthanons)은 주기율표의 원자번호(*)57에서 71까지의 원소를 의미한다.(*) 원소의 원자번호는 원소의 1원자가 함유하는 궤도전자의 총수(양자의 총수)이다.
- 세륨 족 -
57. 란탄
58. 세륨
59. 프라세오디뮴
60. 네오디뮴
62. 사마륨
- 테르븀 족 -
63. 유로퓸
64. 가돌리늄
65. 테르븀
- 에르븀 족 -
66. 디스프로슘
67. 홀뮴
68. 에르븀
69. 툴륨
70. 이테르븀
71. 루테튬
프로메튬(promethium)(원소 61)은 방사성 물질로 제2844호에 분류한다.
희토류(稀土類 : rare-earth)금속은 일반적으로 회색이거나 황색으로 연성(ductile)과 가단성이 있다.
세륨(cerium) : 이 족 중 가장 중요하며 모나자이트(monazite)[희토류(稀土類) 인산염]나 토륨석[희토류(稀土類) 규산염]으로부터 토륨을 제거한 후에 얻고 환원제로서 칼슘이나 리튬을 사용하여 할로겐화물의 금속열 환원으로 얻거나 용융(溶融 : fused) 염화물의 전기분해로 얻어진다. 이 물품은 회색의 연성(延性)이 있는 금속으로 납보다 다소 단단하며, 거친 표면에 문지르면 스파크가 일어난다.
란탄(lanthanum) : 세륨염 중에 불순한 상태로 존재하며 청색유리 제조에 사용한다.
또한 이 호에는 스칸듐(scandium)과 이트륨(yttrium)을 분류하는데 이들은 희토류(稀土類) 금속과 아주 유사하며 또한 스칸듐(scandium)은 철족(iron group)의 금속과도 유사하다. 이들 두 금속은 토르트바이타이트(thortveitite)광석·이트륨과 그 밖의 원소를 함유하는 스칸듐의 규산염에서 추출한다.
이들 원소는 상호 혼합하거나 상호 합금하더라도 이 호에 분류한다. 예를 들면, 이 호에는 "미쉬메탈(Mischmetal)"을 포함한다. "미쉬메탈"은 세륨을 45%부터 55%, 란타늄을 22%부터 27%까지, 그 밖의 란타논(lanthanons)·이트륨과 그 밖의 불순물(5% 이하의 철·소량의 실리콘·칼슘·알루미늄)을 함유한 합금이다. "미쉬메탈"은 주로 야금(冶金)과 라이터돌의 제조용으로 사용한다. 5% 초과의 철·마그네슘이나 그 밖의 금속을 함유하는 합금은 다른 호에 분류한다(예: 발화합금의 특성을 가진 경우에는 제3606호에 분류한다).
이 호에는 희토류(稀土類) 금속·이트륨·스칸듐의 염과 화합물은 제외한다(제2846호). (D) 수은
수은(mercury : quicksilver)은 상온에서 액체인 유일한 금속원소이다.
이는 천연 황화수은[주사(朱沙 : cinnabar)]을 구워서 얻으며 여과·감압(減壓) 증류하거나 묽은 질산으로 처리하여 광[납·아연·주석·비스무트(bismuth)]에 함유된 다른 금속으로부터 분리해 낸다.
수은은 매우 광택이 있는 은색의 액체로 무겁고(비중=13.59) 독성이 있으며 귀금속을 침식하는 성질이 있다. 상온에서 순수한 수은은 공기에 노출하면 변화하지 않으나 불순한 수은은 갈색의 산화수은이 도포된다. 수은은 특수 철제용기["플라스크(flask)"]에 넣어 제시한다.
수은은 제2843호나 제2853호의 아말감(amalgam) 제조에 사용하며 금의 야금(冶金)이나 은의 야금(冶金)공업·금과 은의 도금 공업과 염소·수산화나트륨·수은염·주(朱 : vermilion)와 뇌산염에 사용한다. 또한 수은등과 여러 물리적 계기·의약 등에 사용한다.
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