2-2-3
중 화 반 응
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중 화 반 응 |
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중화반응 |
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정반대 성질인 산과 염기가 반응하면 중화반응이 일어납니다. |
벌이나 개미에게 물려서 따끔거리는 것은 개미산이 몸속에 들어와서 그렇습니다.
이 경우 염기인 암모니아수를 바르면 치료가 됩니다.
이와 같이 산과 염기가 반응하여 산성도 염기성도 아닌 중성 물질을 만드는 것을
중화반응이라 합니다.
중화반응의 특징은 물이 만들어지는 겁니다. 산의 수소 이온(H+)과 염기의 수산화
이온(OH-)이 반응하는 것입니다.
약알칼리성인 비누로 머리를 감으면 머리가 뻑뻑해져서 조금 불쾌합니다. 이 때 약산
성인 식초를 떨어뜨린 물로 헹구면 머리가 부드러워집니다. 이 역시 중화반응의
결과입니다.
헹군물 속에는 수소이온(H+)과 수산화이온(OH-)이 들어 있을 겁니다. 이 둘은 하
나씩 결합해서 물로 되는데, 만일 수소 이온이 더 많으면 남은 이온만큼 헹군물은
산성을 띨 겁니다. 물론 OH- 가 더 많으면 알칼리성이 되겠지요.
두 이온의 양이 똑같아서 모두 물로 바뀌면 중성이라 합니다.
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산과 염기가 반응하여 중성이 되는 순간을 중화점이라 합니다. |
염기인 수산화나트륨에 염산을 조금씩 넣으면 어느 순간에 중화가 됩니다.
중화가 되는 순간 즉, 중화점을 알려면 지시약을 이용하거나, 전원을 연결해 전류를 측정합니다.
지시약 색깔은 중성일 경우 페놀프탈레인 용액은 무색, BTB 용액은 녹색, 메틸오렌지 용액에
서는 주황색을 나타냅니다.
산과 염기의 수용액은 전해질이므로 전류가 잘 흐릅니다.
중화반응이 일어나면 H+과 OH- 이 줄어들어 전류가 약해집니다.
처음 석회수(NaOH) 용액만 있을 때 물 속에는 OH- , Na+ 이 들어 있어서
페놀프탈레인 용액을 떨어뜨리면 붉은색을 띱니다.
여기에 염산(HCl)을 조금씩 떨어뜨리면 수산화나트륨의 일부가 중화되어 염기성이
처음보다 약해지므로 페놀프탈레인 용액의 색깔이 엷어지겠지요. 또 OH- 의 수가
줄어들어 전류가 점차 약해질 겁니다.
계속해서 염산을 떨어뜨리면 어느 순간에 완전 중화되어 수용액은 중성이 됩니다.
이 순간 페놀프탈레인 용액은 무색으로 바뀌고, 전류의 세기는 최소가 됩니다.
만일 중화점에 도달한 이후에도 계속 염산을 넣으면 어떻게 될까요?
수용액은 점차 산성이 강해지고, 전류도 세지겠지요.
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중화반응이 일어날 때는 열이 발생합니다. |
중화반응이 일어나는지를 알아보는 또한가지 방법은 온도를 측정하는 겁니다.
플라스크에 염기인 수산화나트륨(NaOH) 덩어리를 넣은 다음, 산인 건조한 염화수
소(HCl) 기체를 넣으면서 플라스크를 만져보면 따뜻해집니다.
플라스크 안쪽에는 물방울이 생기지요.
산의 수소 이온 하나와 염기의 수산화 이온 하나가 반응하여 물 한분자를 만들 때는
항상 13.8 kcal의 열이 나오기 때문입니다. 이를 중화열이라 합니다.
따라서 중화반응이 진행되면서 온도가 올라갑니다. 중화점에서 온도가 가장 높았다가
그 이후에는 온도가 다시 내려갑니다.
그러니 실험에서 온도가 가장 높은 순간을 잡으면 중화점이 되는 겁니다.
다시 정리를 해보면, 완전 중화되는 순간을 아는 세가지 방법이 있지요.
지시약을 넣어 색깔 변화를 관찰하거나, 전류를 통해주어 전류 세기가 최소로 되는 순간,
그리고 온도가 가장 높은 순간을 찾으면 됩니다.
