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자연과학 업로드 화학 및 실험 - 금속의 활동도 서열 결정
[자연과학] 화학 및 실험 - 금속의 활동도 서열 결정
금속의 활동도 서열 결정
1. 실험목적
금속과 금속이온 수용액과의 반응을 통해서 산화제와 환원제의 상대적인 세기를 정해본다
2. 실험이론
- 산화, 환원의 정의와 반응의 예 조사
- 산화제와 환원제 조사
- 금속의 활동도 서열(금속의 반응성) 조사
산화-환원 반응은 한 물질로부터 다른 물질로 전자가 이동하는 반응이다. 산화는 물질이 전자를 잃는 것이고 환원은 물질이 전자를 얻는 것이다. 산화-환원 반응에서 산화와 환원은 항상 함께 일어난다. 한 원자가 전자를 잃을 때마다(산화될 때마다) 다른 원자는 전자를 얻어야 한다(환원되어야 한다). 자기 자신은 전자를 잃어 산화되고 다른 물질을 환원시키는 것을 환원제라고 한다. 반대로 자기 자신은 전자를 얻어 환원되고 다른 물질을 산화시키는 것을 산화제라고 한다. 산화제와 환원제의 상대적인 세기는 실험적으로 정할 수 있다. 예를 들어 금속철을 구리(II)염 용액에 넣으면 다음과 같은 반응이 일어난다.
Fe(s) ... 금속의 활동도 서열 결정
1. 실험목적
금속과 금속이온 수용액과의 반응을 통해서 산화제와 환원제의 상대적인 세기를 정해본다
2. 실험이론
- 산화, 환원의 정의와 반응의 예 조사
- 산화제와 환원제 조사
- 금속의 활동도 서열(금속의 반응성) 조사
산화-환원 반응은 한 물질로부터 다른 물질로 전자가 이동하는 반응이다. 산화는 물질이 전자를 잃는 것이고 환원은 물질이 전자를 얻는 것이다. 산화-환원 반응에서 산화와 환원은 항상 함께 일어난다. 한 원자가 전자를 잃을 때마다(산화될 때마다) 다른 원자는 전자를 얻어야 한다(환원되어야 한다). 자기 자신은 전자를 잃어 산화되고 다른 물질을 환원시키는 것을 환원제라고 한다. 반대로 자기 자신은 전자를 얻어 환원되고 다른 물질을 산화시키는 것을 산화제라고 한다. 산화제와 환원제의 상대적인 세기는 실험적으로 정할 수 있다. 예를 들어 금속철을 구리(II)염 용액에 넣으면 다음과 같은 반응이 일어난다.
Fe(s) + Cu2+(aq) → Fe2+(aq) + Cu(s)
환원제 산화제
이 반응의 경우 금속 철은 전자를 잃고, 구리(II) 이온은 전자를 얻어 금속 구리로 환원된다. 따라서 금속 철은 금속 구리보다 더 센 환원제이다.
만약, 은조각을 구리(II)염 용액에 넣는다면 아무런 반응도 일어나지 않는다.
Ag(s) + Cu2+(aq) → 무반응
이 경우는 금속 은이 구리(II)이온을 환원시킬 수 없다는 것을 보여주고 있으며, 금속 구리가 금속 은보다 센 환원제임을 알 수 있다.
산화제 : 일반적으로는 산소를 공여하는 것, 수소를 빼앗는 것, 전자를 빼앗는 것, 또는 산화수를 증가시키는 작용을 가진 것을 말하며, 다음과 같이 대별된다. ① 과산화물 또는 그 유도체 및 산소:예를 들면, 과산화수소 H2O2, 과산화이황산암모늄 (NH4)2S2O8이 이것에 해당한다. ② 산소산 및 그 염:특히 질산 HNO3 및 그 염, 과염소산 HClO4 및 그 염, 뜨거운 진한 황산 H2SO4, 하이포염소산 HClO와 그 염, 과망간산 HMnO4 크롬산 H2CrO4과 그 염 등이 많이 사용된다. ③ 고산화수화합물:특히 금속의 고산화수화합물이 잘 알려져 있는데, 이산화납 PbO2, 이산화망간 MnO2, 산화구리 CuO, 염화철 FeCl3 등이 그 예이다. ④ 할로겐:플루오르 F, 염소 Cl, 브롬 Br, 요오드 I 등 모두 전기음성도가 높고 전자를 잘 빼앗는다.
환원제 : 환원제 자체는 산화(酸化)되기 쉬운 물질이다. 보통 사용되는 환원제에는 수소를 비롯하여 비교적 불안정한 수소화합물(요오드화수소 황화수소 수소화알루미늄 등), 저급(低級)산화물(일산화탄소 이산화황 등), 또는 저급산소산의 염(아황산염 황화나트륨 등), 전기적 양성(陽性)이 큰 양이온이 되기 쉬운 금속(알칼리 금속 마그네슘 아연 등), 산화정도가 낮은 유기화합물(알데히드 당류 포름산 옥살산 등) 등이다. 환원제가 조건에 따라 산화제로 작용하는 경우도 있는데, 예를 들면 과산화수소 이산화황 등이 이것에 해당한다. 산화물을 주체로 하는 광석으로부터 환원시켜 조금속(粗金屬)을 얻는 환원제에는 코크스 석탄 등 많은 가스 환원제가 있다.
금속의 반응성(이온화경향) : 원자 또는 분자가 이온이 되려고 하는 경향으로, 쉽게 이온화되는 것을 이온화경향이 크며 산화되기 쉽다고 말한다. 이온화경향이 큰 원소가 그보다 이온화경향이 작은 원소의 이온과 만나면, 이온화경향이 큰 원소가 산화되고 이온이었던 원소는 환원된다. 이 경향성은 사용한 용매가 달라지는 등의 환경이 바뀌면 경향성이 변할때도 있다.
K`Ca ` Na ` Mg ` Al ` Zn ` Fe ` Ni ` Sn ` Pb ` (H) ` Cu ` Hg ` Ag ` Pt ` Au
(이온화 경향 크다) (이온화 경향 작다)
(음이온이 되기 쉽다)
자료출처 : https://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?xid=a&kid=b&pk=15022590&sid=leesk55&key=
[문서정보]
문서분량 : 4 Page
파일종류 : HWP 파일
자료제목 : 자연과학 업로드 화학 및 실험 - 금속의 활동도 서열 결정
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