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이온 수용액에 전류가 흐르는 이유 전류의 이동은 전하의 이동 전하라고 하는 것은 물질에 존재하는 +와 -의 성질을 띠는 입자들을 말하는 것으로, 우리가 익히 알고 있다시피 원자핵은 + 전하를, 전자는 - 전하를 가지고 있습니다. 그리고, 이러한 전하의 이동으로 인해 전류가 흐르게 되는데요, - 전하를 가지는 전자가 이동하면서 전류가 흐르고, 전자는 -극에서 +극의 방향으로 흐릅니다. 참고로 전류의 방향은 전자의 이동 방향과 반대로 +극에서 -극으로 흐르는 것으로 정의가 되어 있습니다. 전해질과 전류의 흐름 수용액 상태에서 이온화가 되어서 전류가 흐르는 물질을 전해질(electrolyte)라고 합니다. 이온 결합성 물질, 산이나 염기 등은 수용액 상태에서 이온화가 되고 전류가 흐르죠. 물 분자는 극성을 가지고 있기 때문에 + 전하를 띠는 .. 2023. 11. 17.
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 이온화 경향 (Ionization tendency) 일반적으로 금속은 전자를 잃고 양이온이 되려는 경향을 가지고 있는데, 이 경향성이 원소들 간에 차이가 있고, 이를 통해 수용액 속에서 어떤 물질과 이온 간에 산 jcspirit.tistory.c.. 2023. 11. 16.
구리 산화반응과 산화구리의 환원반응 구리의 산화 구리판을 알코올램프나 양초로 가열을 할 때 산소가 충분히 공급되는 겉불꽃 속에 넣으면, 붉은색의 구리판이 검은색으로 변하게 됩니다. 구리가 산화구리로 산화되기 때문인데요, 산소가 충분하다는 것의 의미는 완전연소가 일어난다는 뜻이 되며, 반응식은 아래와 같습니다. 2Cu + O2 → 2CuO 산화된 물질 : 구리(Cu) 환원된 물질 : 산소(O2) 붉은색의 구리판이 검은색으로 변화 산화구리의 환원 양초나 알코올램프의 속불꽃 속에 산화구리(CuO)를 넣으면 환원 반응이 일어납니다. 왜냐하면, 속불꽃 속에는 산소가 충분하지 않기 때문에 불완전 연소가 일어나며, 이에 따라 일산화탄소(CO)나 연소되지 않은 탄소 알갱이(C)가 있기 때문입니다. 아래와 같은 두 가지 반응식으로 나타내게 됩니다. CuO.. 2023. 11. 16.
금속의 이온화 경향과 산화환원반응 이온화 경향 (Ionization tendency) 일반적으로 금속은 전자를 잃고 양이온이 되려는 경향을 가지고 있는데, 이 경향성이 원소들 간에 차이가 있고, 이를 통해 수용액 속에서 어떤 물질과 이온 간에 산화환원 반응을 이해하는데 열쇠가 됩니다. 이것을 이온화 경향이라고 하는데, 이론적으로 설명되지 않으나 아래를 암기해 두어야 합니다. K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Ni > Sn > Pb > H > Cu > Hg > Ag > Pt > Au 외우는 방법 : 칼카나마 / 알아철니 / 주납수구 / 수은백금 위와 같이 각 원소의 초성을 4음절씩 끊어서 외우면 도움이 됩니다. 그리고, 참고로 수소는 금속이 아니나, 산성 용액 등에서 많이 발생하고 기준이 되는 원소이기 때문에 포.. 2023. 11. 16.
암모니아가 염기인 이유 산과 염기 아레니우스(Arrhenius)의 산과 염기에 대한 정의에 따라 일반적으로 아래와 같이 산과 염기를 구분합니다. 산(acid) : 물에 녹아서 수소 이온(H+)을 내놓는 물질 염기(base) : 물에 녹아서 수산화이온(OH-)을 내놓는 물질 따라서, 위와 같은 구분에 의해 염산(HCl), 황산(H2SO4), 아세트산(CH3COOH), 질산(HNO3) 등을 산으로 분류하고, 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 등은 염기로 분류하게 됩니다. 그리고, 대표적인 산과 염기들은 분자식을 잘 보면 쉽게 구분 역시 가능합니다. 암모니아(NH3)는 염기 교과 과정에 보면 염기 중의 하나로 등장하는 암모니아는 분자식에 수산화이온, 즉 OH- .. 2023. 11. 15.
김치의 신맛을 줄이기 위해 소다를 넣는 반응 김치의 신맛 이유 신맛이 나는 것은 산성 물질의 특성 중의 하나인데요, 신김치 역시 마찬가지로 산성 물질이 있기 때문에 신맛이 납니다. 신 김치의 신맛은 바로 젖산(lactic acid) 때문인데요, 소다를 넣어서 신맛을 없앤다고 하죠. 그러면 중화반응이 일어나야 하므로 소다는 염기성 물질이겠군요. 김치의 신맛을 소다로 중화하는 반응 소다는 일반적으로 나트륨의 탄산염인 탄산나트륨(Na2CO3)을 의미하는데, 우리가 흔히 소다라고 하는 것들은 식용소다 또는 베이킹소다를 일컫는 것입니다. 바로 탄산수소나트륨(NaHCO3, sodium hydrogen carbonate)입니다. 경우에 따라 레몬 쥬스의 신맛을 줄이기 위해 베이킹 소다를 섞어 주기도 하는데요, 이 역시 레몬의 산도를 낮추기 위해서이죠. 그러면 .. 2023. 11. 15.
산성화된 토양에 석회가루를 뿌려 중화시키는 반응식 석회가루, 석회, 석회수 석회는 영어로 Lime이라고 하는데요, 칼슘(Ca)을 포함하고 있는 무기물을 일컫는 말이지만, 일반적으로 우리가 석회가루(lime powder)라고 부르는 것은 산화칼슘(CaO, Quicklime)을 의미하는 경우가 대부분입니다. 다른 말로 이를 생석회라고도 부릅니다. 그리고, 좀 더 넓게 석회수(Lime water, slaked lime), 즉 수산화칼슘(Ca(OH)2)이나 탄산칼슘(CaCO3, limestone) 역시 석회라고 부르기도 합니다. 산성화된 토양 중화 반응 우리 주변에서 볼 수 있는 중화반응의 사례로 산성화 된 토양을 중화시키기 위해 염기성 물질인 석회가루를 뿌린다고 하죠. 석회가루(CaO, 산화칼슘)를 토양에 뿌리면 토양이 머금고 있는 수분에 의해서 수산화칼슘(.. 2023. 11. 15.
생선에 레몬즙을 뿌려서 비린내를 제거하는 반응 중화반응 (Neturalization reaction) 중화반응은 산(acid)과 염기(base)가 반응하여 물과 염을 생성하고 열을 방출하는 반응입니다. 일반적으로 간략하게 아래와 같이 표현이 됩니다. 산 + 염기 → 물 + 염 + 발열 알짜이온 반응식 : H^(+) + OH^(-) → H2O + 발열 우리 주변에서 볼 수 있는 대표적인 중화반응은 여러 가지가 있습니다만, 생선에 레몬즙을 뿌려서 비린내를 제거하는 반응 역시 중화반응입니다. 이 반응에 대해서 살펴보겠습니다. 생선에 레몬즙을 뿌리는 이유 생선 비린내의 원인 물질은 트리메틸아민(trimethylamine)입니다. 화학 구조식은 아래와 같이 생겼는데요, 비공유 전자쌍을 주는 루이스 염기입니다. 자, 그러면 염기성 물질인 트리메틸아민을 제거하기.. 2023. 11. 14.
손난로가 뜨거워지는 반응식 손난로(핫팩) 우리가 흔히 손난로 또는 핫팩이라고 부르는 것은 표면적을 넓히기 위해 미세하게 만든 철가루, 숯(활성탄), 그리고 약간의 염분과 수분으로 구성이 됩니다. 포장을 제거하고 주무르면 열이 발생을 하기 때문에 겨울철에 유용하게 사용하게 되는데요, 내부 구성 물질의 어떤 화학반응에 의한 원리인지 정리를 해보겠습니다. 손난로 발열반응 반응식 우리 주위에서 흔히 볼 수 있는 산화환원 반응의 예로 '손난로를 흔들었더니 뜨거워지는 현상'이 교과 과정에 나오죠. 이 반응은 철이 산화되는 산화환원반응으로 반응식은 아래와 같습니다. 4Fe(s) + 3O2(g) → 2Fe2O3(s) + 발열 이 반응은 산과 염기가 반응하는 중화반응과 같이 발열반응이기 때문에 이 반응으로 인해 발생하는 열로 손난로(핫팩)이 뜨거.. 2023. 11. 14.
철이 녹스는 화학반응식 철에 녹이 스는 것 철에 녹이 스는 것은 철로 된 제품이나 철 그 자체를 사용하는 입장에서는 좋은 방향의 반응이 아니기 때문에 철의 부식이라고도 합니다. 이 철의 부식은 공기 중의 산소와 수분(습기, 물)에 의해서 진행이 되는데, 그 과정을 화학반응식으로 정리를 해보겠습니다. 철의 부식 화학반응식 철이 산소와 수분이 있는 환경에서 아래와 같은 반응이 일어나는데요, 우선 철이 전자를 잃고 산화가 되면서 이온이 형성됩니다. Fe(s) → Fe^(2+)(aq) + 2e^(-) (철의 산화 반응) 이 반응에서 생성된 전자로 인해 철의 표면에서 산소가 전자를 얻어서 환원되는 반응이 발생합니다. O2(g) + 2H2O(l) + 4e^(-) → 4OH(-)(aq) 위의 두 반응식을 합치고, 전자의 계수를 맞추어서 구.. 2023. 11. 14.
에탄올 완전연소반응에서 이산화탄소 부피 구하는 법 화학반응에서 질량과 부피의 관계 이전에 암모니아 합성 반응의 양적 관계를 살펴보면서 화학반응에서 계수비는 몰비와 같고, 이는 분자 수비와도 같으며 온도와 압력이 동일한 환경에서는 기체의 경우에 부피비 역시 같다는 것을 정리한 바 있습니다. 그리고, 이를 이용하면 화학반응식에서 반응물과 생성물 중 하나의 질량을 알면 나머지 질량 역시 구할 수가 있죠. 따라서 반응물과 생성물 중 어느 한쪽의 질량으로부터 나머지의 부피를 구하거나, 어느 하나의 부피로부터 나머지의 질량도 구할 수가 있게 됩니다. 바로 0℃, 1기압(atm)에서 기체 1몰의 부피가 22.4l인 것을 알면 됩니다. 2023.11.10 - [과학] - 암모니아(NH3) 합성 반응식의 양적 관계 정리 암모니아(NH3) 합성 반응식의 양적 관계 정리 .. 2023. 11. 13.
탄화수소의 연소 반응식 유도 방법 (미정계수법) 미정계수법 미정계수법이란 화학반응의 양쪽 균형을 맞추기 위해서 계수를 결정하는 방법을 말하는 것인데요, 화학반응식에서 각 화합물 앞에 미정의 계수를 둔 다음에 반응 전후의 원자 갯수가 같아야 한다는 점을 이용하는 것입니다. 이 간단하고 쉬운 방법을 통해 화학 반응식에서 정해지지 않은 미지의 계수를 결정할 수 있는데요, 화석연료 등 탄화수소의 연소 반응식을 미정 계수법으로 유도하는 방법을 정리해 보겠습니다. 탄화수소의 연소 반응 탄화수소(hydrocarbon, CxHy)는 탄소와 수소 만으로 이루어진 화합물을 말합니다. 그리고, 연소는 산소와 결합하는 반응이고, 기본적으로 산화 환원 반응이 되겠죠. 탄화수소의 연소로 인한 생성물은 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)이므로, 이것을 바탕으로 미정계수법을 이용하.. 2023. 11. 13.
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