partⅢ화학반응

1. 화학반응과 에너지

1-1. 화학반응에서 에너지 출입이 없다면 어떻게 될까?

    1-1-1 학습 활동지

1-2. 에너지가 생성되거나 소멸이 된다면 어떻게 될까?

    1-2-1 학습 활동지

2. 반응속도와 화학평형

2-1. 반응속도는 어떻게 하면 빠를까?

    2-1-1 학습 활동지

2-2. 화학평형은 어떤 상태일까?

    2-2-1 학습 활동지

2-3. 화학평형을 이동시키려면 어떻게 해야 할까?

    2-3-1 학습 활동지

3. 산과 염기의 반응

3-1 산 염기의 분류 기준은 무엇일까?

    3-1-1 학습 활동지

3-2. 산과 염기의 세기는 어떻게 알까?

    3-2-1 학습 활동지

3-3. 중화 반응에서는 어떤 변화가 일어날까?

    3-3-1 학습 활동지

4. 산화·환원반응

4-1. 산소와 결합할 때 전자는 어디로 이동할까?

    4-1-1 학습 활동지

4-2. 산화·환원 반응은 어디에 이용되고 있을까?

    4-2-1 학습 활동지

 

5 창의력 기르기

6 과학 글쓰기

7 직업 엿보기

 

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     • 산과 염기의 농도를 구하는 방법과 그 원리를 설명할 수 있다.

        • 종말점, 중화점, 중화 적정 곡선을 이해하고 설명할 수 있다.

다음은 0.1M 수산화 나트륨(NaOH) 수용액 50mL에 0.1M 염산(HCl)을 50mL로 중화 반응 과정과 실험 결과를 나타낸 그림이다. 이 그림으로 각 요소들의 변화 과정을 탐구해 보자.

 

• [OH^-]은 중화점에서 최소가 되고, [H⁺] 이온은 중화점 이후에 증가하기 시작한다.
• 중화점에서는 이온의 농도가 가장 낮으므로 전기전도도가 최소이다.
• 중화점은 중화 반응으로 물이 가장 많이 생성되므로 가장 많은 중화열이 발생한다.
• pH는 중화점에서 급격하게 낮아진다.

• 중화 적정
• 중화 반응이란 산의 수소 이온(H⁺)과 염기의 수산화 이온(OH^-)이 반응하여 물을 생성하는 반응을 말한다 



•   중화반응에서는 중화가 진행됨에 따라 반응액의 pH가 조금씩 변화하지만 당량점의 전후에서는 일반적으로 pH가 급격히 변화한다. 이 당량점을 정확히 알기 위해서는 당량점에서의 pH 변화에 맞는 지시약을 선택하는 것이 중요하다.    

• 중화 적정에 관련된 용어
• 당량점(중화점) : 산과 염기가 같은 당량씩 반응이 이루어지는 순간.
• 종말점 : 실제 지시약의 색깔 변화로 찾는 중화점
• 적정 : 농도를 알고자 하는 시료의 용액에 농도를 알고 있는 시약을 떨어뜨려 정량적으로 반응시켜, 이 때 소비된 시약의 부피로부터 시료 속의 물질의 양을 계산하는 조작.
• 표준 용액 : 농도가 정확히 밝혀진 용액.
• 표정 : 표준 용액을 사용하여 다른 용액의 농도를 결정하는 실습 조작.

• 중화 적정 곡선
•   중화 적정 곡선이란 중화 적정시 가해지는 산이나 염기의 소비량에 따른 반응액의 pH의 변화를 나타낸 곡선을 말한다.
• 중화 적정 반응은 반응에 관계하는 산이나 염기의 강 ∙ 약에 의해 다음의 4가지 경우를 생각할 수 있으며, 지시약을 선택할 때에는 변색 범위가 당량점에서의 pH 변화 범위 내에 있는 지시약을 선택하도록 한다.  

 

 

 

    ①-③-⑤ 강산과 강알칼리

    ①-③-⑥ 강산과 약알칼리

    ②-③-④ 약산과 강알칼리

    ②-③-⑥ 약산과 약알칼리

 

 

 

 

 

 

 

• 중화 적정에 사용되는 지시약

• 적정 분류	당량점에서의 pH	사용 가능 지시약
  강산과 강염기의 적정	pH 4 ∼~ pH 10	메틸오렌지 페놀프탈레인
  약산과 강염기의 적정	pH 7 이상	페놀프탈레인
  강산과 약염기의 적정	pH 7 이하	메틸오렌지
  약산과 약염기의 적정	-	실제 적정에 사용 불가능

• 중화 반응 관계식
• H2SO4 1몰을 완전히 중화시키기 위하여 NaOH 2몰이 필요하다. 산 한 분자가 내놓는 H⁺의 개수를 n, 염기 한 분자가 내놓는 OH-의 개수를 n′이라고 하면, 몰농도가  M인 산 V mL와 몰농도가 M ′인 염기V ′mL가 완전히 중화 반응 할 때 관계식은 다음과 같다.

            nMV = n′M′V ′  또는  NV = N′V ′

• 실생활에서 중화 반응의 예

1. 중화 반응에서 종말점을 찾는 방법을 나타낸 것이다. ( ) 안에 알맞은 말을 쓰시오.

        1) 혼합 용액의 온도가 가장 (      )점

        2) 혼합 용액의 전류의 세기가 가장 (      )점

 

2. 0.1M 염산(HCl)을 500mL에 0.1M 수산화 나트륨(NaOH) 수용액 500mL로 중화 반응 과정에서 이온 수 변화를 나타낸 그림이다. (가) 이온과 (나) 이온이 만날 때 생성되는 물질을 분자식으로 나타내시오.

 

 

 

3. 농도를 모르는 H2SO4 수용액 100mL에 0.5M NaOH 수용액 20mL를 넣었더니 완전히 중화되었다. H2SO4 수용액의 몰농도(M)를 구하시오.

 

4. 0.1M H2SO4 수용액 100mL를 중화시키는 데 필요한 고체 NaOH의 질량은 몇 g인지 구하시오. (단, NaOH식량은 40이다.)  

 



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