산이 금속과 반응하여 수소를 발생시키는 반응식

금속의 이온화 경향

산의 공통적인 성질을 산성이라고 하는데요, 이러한 특징은 수소 이온(H+) 때문에 나타나게 되죠. 그리고, 이러한 산의 성질 중에 금속과 반응하여 수소 기체를 발생시키는 성질이 있는데요, 이는 대부분의 금속이 수소보다 이온화 경향이 크기 때문입니다. 우선 아래 이온화 경향에 대한 글을 참고하면 되겠고, 이온화 경향 순서는 암기하여야 합니다.

2023.11.16 - [과학] - 금속의 이온화 경향과 산화환원반응

금속의 이온화 경향과 산화환원반응

따라서, 산이 내어놓는 수소보다 이온화 경향이 큰 금속들은 수소에게 전자를 전달하고 양이온이 되려는 경향을 가진다로 이해를 하면 되겠고요, 이 화학반응에 대해서 정리를 해보겠습니다.

 

산과 금속의 반응으로 수소 기체 발생

아연을 염산 수용액에 넣으면, 다시 말해서 아연이 황산 수용액에서 반응을 하면 아래와 같이 됩니다.

 

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2(g)↑

 

염산 수용액은 수소 이온(H^(+)) 이온과 염화 이온(Cl^(-))으로 이온화가 되어 있을 것이고요, 위의 분자 반응식을 알짜 이온 반응식으로 표현하면 아래와 같습니다.

 

Zn + 2H^(+) → Zn^(2+) + H2(g)↑

 

같은 방식으로 다른 금속들, 다시 말하면 수소보다 이온화 경향이 큰 금속들도 같은 반응이 진행되며, 수소 기체가 발생하게 됩니다. 아래에 예를 적어보겠습니다.

 

Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2↑

2Na + HCl → 2NaCl + H2↑

 

금속(metal) + 산(acid) → 염(salt) + 수소기체(hydrogen)

 

수소 기체는 가연성이기 때문에 불을 가져다 대면 퍽 하는 소리가 나게 됩니다. 이러한 방법으로 수소 기체가 발생한다는 것을 실험으로도 알 수가 있습니다.

아연을 묽은 황산에 넣으면 수소 기체가 발생하고 불을 가져다대면 퍽 하는 소리가 난다. 이미지 출처: yaclass.in

 

이 반응들은 쉽게 알 수 있듯이 전자의 이동으로 설명할 수 있는 산화환원반응입니다. 금속이 전자를 잃고 산화가 되며, 수소는 전자를 얻어서 환원이 됩니다. 또한 금속과 산의 반응은 대표적인 발열반응(exothermic)이기도 합니다. 금속과 산이 반응하면서 수고기체를 발생시키고, 열 또한 방출한다는 뜻입니다. 그리고, 참고로 산(acid)의 다른 특징 중 하나로 산이 달걀 껍데기 등과 같은 탄산칼슘(CaCO3)와 만나서 이산화탄소를 생성시키는 반응은 아래 링크를 참조하시기 바랍니다.

2023.11.17 - [과학] - 산과 탄산칼슘 반응으로 이산화탄소 생성 반응식

산과 탄산칼슘 반응으로 이산화탄소 생성 반응식