▶   산성/염기성 수용액과 금속의 반응

 
 
 

산성 수용액에 철과 마그네슘을 담그면 어떤 일이 일어날까요? 아래 동영상에서 확인해보세요.

 

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철과 마그네슘을 염산과 황산 수용액에 넣으면 기포가 발생합니다. 철과 마그네슘을 비교하면, 철에 비해 마그네슘을 산에 넣었을 때 더 많은 기포가 발생합니다. 마그네슘의 경우 온도도 많이 올라갑니다. 반면, 철의 경우에는 온도가 거의 변하지 않거나 조금 올라갑니다.

 

 

기포가 발생한다는 것은 기체 상태의 새로운 물질이 생겼다는 것을 알려줍니다. 즉, 철이나 마그네숨은 산성 수용액과 반응한다는 것입니다. 철과 마그네슘을 비교하면, 철에 비해 마그네슘이 산성 수용액과 더 빨리 반응한다는 것을 알 수 있습니다. 온도는 열이 들어왔을 때 올라갑니다. 따라서 마그네슘이 산성 수용액과 반응할 때에는 많은 열이 발생한다는 것을 알 수 있습니다.(더 자세한 것은 페이지 맨 아래 깊이 알기 참조)

 

 

염기성 수용액에 철과 마그네슘을 담그면 어떤 일이 일어날까요? 아래 동영상에서 확인해보세요.

 

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수산화나트륨 수용액 속에서 철과 마그네슘에는 아무 변화가 관찰되지 않습니다. 온도 또한 변하지 않습니다.

 

 

이것으로부터 철이나 마그네숨은 염기성 수용액과 반응하지 않는다는 것을 알 수 있습니다..

 

 

  마그네슘과 철이 산성 수용액과 반응하면?

 

 

염산과 황산 수용액에는 공통적으로 수소 양이온(H+)이 들어 있습니다.

 

 

철과 마그네슘은 각각 철원자와 마그네슘 원자로 이루어져 있습니다.

 

 

철이나 마그네슘 원자들은 수소 양이온을 만나면 가지고 있던 전자들을 아주 잘 내어 줍니다. 전자를 내어준 금속들은 양이온이 됩니다. 이 양이온들은 물 속으로 녹아들어 가지요.

전자를 받은 수소 양이온은 어떻게 되냐구요? 2개의 수소 양이온이 전자를 받은 후 수소 분자가 됩니다. 수소 분자들이 아주아주 많이 모인 것이 수소 기체입니다. 물 속에서 생긴 수소는 기포(기체 주머니)가 되어 뽀글뽀글 날아가지요.

 

 

 

그런데 철과 마그네슘을 산성 수용액에 넣은 후 관찰되는 기포의 양괴 측정한 온도가 서로 달랐습니다. 그 이유는 철과 마그네슘이 수소 양이온에게 전자를 주는 빠르기가 다르기 때문입니다. 즉, 반응 속도가 다릅니다. 마그네슘이 철보다 전자를 잘 줍니다. 그래서 기포가 빠르게 많이 발생합니다.

 

 

그 외 여러 금속이 산성 수용액과 반응하는 속도 순서는 다음과 같습니다.

    칼륨(K) > 칼슘(Ca) > 마그네슘(Mg) > 알루미늄(Al) > 아연(Zn) > 철(Fe)

구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt)과 같은 금속들은 산성 수용액과 반응하지 않습니다.(* 각 금속 옆 괄호 안의 영어 약자는 각 금속을 표시하는 기호입니다.)

 

 

 

 

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