(결과보고서) 9. 금속의 활동도 - 산화와 환원

소개

"(결과보고서) 9. 금속의 활동도 - 산화와 환원"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 데이터 및 처리
2. 실험 결과에 대한 고찰
3. 다음의 질문에 답하시오
4. 참고문헌

본문내용

3. 각각의 관찰된 반응에서 색의 변화는 무엇에 기인하는 것인가?
관찰된 반응에서 색의 변화는 전자의 이동에 기인한다. 금속 M을 K 수용액에 넣었을 때 금속 M, K 모두 산화수가 1이라면 M + K+ → M+ + K의 반응이 일어나기 때문에 색의 변화가 일어난다. (자발적인 반응이라는 가정 하에) 금속 M는 금속 K보다 이온화도가 높아 K+에게 전자를 제공하고 금속 M이 이온이 된다. 반응이 일어나고 육안으로 그 색 변화를 관찰할 수 있다는 것은 가시광선 영역의 색을 가진다는 의미이므로 두 금속 모두 d 오비탈을 가지는 전이금속일 수 있다. 전자의 이동 에너지는 자외선 이상인 것이 많아 색을 관찰하는 것이 어려우나 d 오비탈이나 s 오비탈을 가지는 전이금속은 전자의 이동 에너지가 낮은 에너지의 가시광선 영역인 경우가 많아 우리가 색 변화를 관찰할 수 있다.

* 실험 결과에 대한 고찰
첫 번째 금속의 반응성 실험에서는 Cu, Fe, Mg, Zn, Pb 금속 조각을 염산 용액에 넣어 5가지 금속의 반응을 비교하였다. 실험 결과, Mg, Zn, Fe의 세 가지 금속이 염산 용액과 반응하며 수소 기체를 발생시키는 것을 관찰하였다. 세 가지 금속의 염산 반응식은 다음과 같다. 세 가지 금속의 반응 결과에서 마그네슘이 들어있는 well에서 기포가 확연하게 많이 발생했음을 관찰할 수 있다. 금속 표면과 기포 발생 정도를 비교하였을 때 마그네슘, 아연, 철순으로 반응이 우세하게 진행되었다. 이들 금속은 염산과 반응하는 금속으로 전자를 수소 이온에게 빼앗겨 염산에 녹는다. 한편 Cu, Pb는 염산과 반응하지 않았다. 이는 H2(g) → 2H+(aq)의 반응이 Cu(s) → Cu2+(aq), Pb(s) → Pb2+(aq)의 반응보다 더 우세하기 때문이다. 수소가 이온으로 존재하려는 경향이 더 강하기 때문에 두 금속은 염산과 반응하지 않고 수소는 H+(aq)의 이온 상태로, 구리와 납은 Cu(s), Pb(s)로 남아 있게 된다.

참고자료

· 일반화학, McMurry Fay, 화학교재편찬위, 2010, p.113～127
· ICP-방출분광법의 기초와 응용, H. Haraguchi, 자유아카데미, 1993.05.25., p.159～161
· ㎚R 스펙트럼의 해석, 이석근, 한림원, 2011.10.31., p.3～28
· 분석화학, Daniel C.Harris, 자유아카데미, 2007년 최신발행, p.592～593
· 대학기초화학실험, 김현주,이주운, 자유아카데미, 2014
· 대학화학의 기초, 화학교재연구회, 자유아카데미, 2014