수산화바륨(Ba(OH)2)과 염화암모늄 및 질산암모늄 반응

대표적인 흡열 반응(Endothermic Reaction)으로 여러 가지를 들 수 있지만, 수산화바륨(Ba(OH)2)과 염화암모늄(NH4Cl), 수산화바륨과 질산암모늄(NH4NO3)의 반응이 중학교 교과에 나오는 흡열 반응의 하나입니다.

 

반응식은 각각 아래와 같습니다. 수산화바륨은 강염기이고 사실 8수화물 형태로 존재를 하는데 (Ba(OH)2·8H2O), 수용액 상태에서 반응하므로 아래와 같이 작성할 수 있고, 여기서 에너지는 열이라고 이해를 하면 됩니다.

 

Ba(OH)2 + 2NH4Cl + (Energy) → BaCl2 + 2NH4OH

 

Ba(OH)2 + 2NH4NO3 + (Energy) → Ba(NO3)2 + 2NH4OH

 

여기서 암모니아수(NH4OH)는 수용액에서 암모니아(NH3)와 물(H2O)의 형태로 존재하게 되는데, 정확하게는 암모늄 이온과 수산화 이온으로 존재를 하게 됩니다.

 

NH4OH ⇌ 2NH3 + H2O

NH4OH ⇌ NH4^(+) + (OH)^(-)

 

위의 암모니아수 관련하여 암모니아가 염기인 이유와 더불어 함께 아래 링크를 참고하시면 도움이 될 수 있습니다.

 

2023.11.15 - [과학] - 암모니아가 염기인 이유

암모니아가 염기인 이유

 

수산화바륨과 염화암모늄, 혹은 질산암모늄을 섞으면 주변의 열을 흡수하기 때문에 나무판에 물을 떨어뜨려 두고 비커를 위에 올려두면 아래 이미지와 같이 물이 얼어서 비커와 나무판이 붙어 있는 것을 관찰할 수 있고, 온도가 떨어지는 것 역시 온도계로 측정이 가능합니다.

 

수산화암모늄과 질산암모늄의 반응은 흡열반응, 이미지 출처: http://mrtremblaycambridge.weebly.com/

 

 

추가로 한 가지 조금 이해를 위해 덧붙이자면, 질산암모늄과 염화암모늄이 산(acid)이고 수산화바륨은 염기(base)이므로 위의 반응은 산염기 반응, 즉 중화되는 반응이 일부 일어나는 것인데 중화열이 발생한다고 배운 것과 달리 흡열반응이라 조금 의아하게 생각하는 학생들이 있습니다. 다만, 이 반응은 반응물의 에너지 합이 생성물의 에너지 합보다 작다고 이해를 하면 되겠습니다.

 

흡열 반응에 대한 예시들은 아래 링크에 정리가 되어 있습니다.

 

2023.11.21 - [과학] - 흡열 반응의 예 5가지

흡열 반응의 예 5가지