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개 요

개 요. 3-01 화학 방정식 3-02 화학 방정식에 근거한 계산 3-03 한계 반응물의 개념 3-04 화학 반응으로부터의 퍼센트와 수율 계산 3-05 용액의 농도 3-06 용액의 희석. 학습 목표. 화학 반응을 설명하기 위한 균형 화학 방정식의 사용 각 화학 반응 안에 포함된 반응물과 생성물의 양을 계산하기 위한 균형 방정식의 해석 각 화합 반응에서 한계 반응물의 이해. 주어진 화학 방정식의 계산에 한계 반응물의 개념을 사용

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  1. 개 요 • 3-01 화학 방정식 • 3-02 화학 방정식에 근거한 계산 • 3-03 한계 반응물의 개념 • 3-04 화학 반응으로부터의 퍼센트와 수율 계산 • 3-05 용액의 농도 • 3-06 용액의 희석

  2. 학습 목표 • 화학 반응을 설명하기 위한 균형 화학 방정식의 사용 • 각 화학 반응 안에 포함된 반응물과 생성물의 양을 계산하기 위한 균형 방정식의 해석 • 각 화합 반응에서 한계 반응물의 이해

  3. 주어진 화학 방정식의 계산에 한계 반응물의 개념을 사용 • 반응에서 실제로 생성된 물질의 양(실제 수율)과 예상되는 양(이론적 수율{)을 비교하여 퍼센트 수율을 결정 • 용액에 관한 용어(용질, 용매, 농도)의 사용 • 용액을 희석했을 때에 농도의 계산

  4. ▲강철 솜(steel wool)은 순수한 산소 기체 안에서 연소. 4Fe + 3O2 2Fe2O3

  5. 3-01 화학 방정식

  6. 화학 방정식의 세가지 요소 1. 반응물이라고 부르는 반응하는 물질 2. 생성물이라고 부르는 생성된 물질 3. 반응에 참여하는 물질의 상대적인 양

  7. ▲그림3-1. 메탄과 산소가 반응하여 이산화탄소와 물을 생성시키는 반응의 두 가지 표현. 화학 결합이 깨지고 각각에 새로운 결합이 생성된다. (a) 모형을 사용하여 반응을 설명, (b) 화학식을 사용하여 반응을 설명.

  8. ※ 화학 방정식의 균형 잡기★ 화학 방정식의 균형을 맞추고자 할 때 다음의 사항들 이 도움이 된다. • 먼저 양쪽 면에 각각 한 화합물에만 존재하는 원소(단지 한 개의 반응물과 한 개의 생성물)을 찾아서 그들 원소의 균형을 잡아라. • 만약, 한 쪽 면에 결합되지 않은 원소가 있다면 그 원소는 마지막에 균형을 잡아라 . 무엇보다도, 우리는 방정식의 균형을 맞추기 위해 화학식의 표기를 변화시켜서는 안된다. 그것은 바로 다른 물질을 표기하는 결과가 되기 때문이다. 우리는 방정식의 균형을 잡기 위해 단지 그 원소 앞의 계수만을 변화시켜야 한다.

  9. 3-02 화학 방정식에 근거한 계산

  10. ※ 균형 화학 방정식으로 계산할 때 몰 비의 사용 균형 화학방정식을 해석하는 가장 중요한 방법은 몰을 사용하는 것이다. 우리는 알고자 하는 두 가지 물질들의 몰비를 얻기 위해 화학식 앞의 계수를 사용한다. 그리고 나서 다음 식과 같이 적용시킨다. 구하고자 하는 물질의 몰수 =(주어진 물질의 몰수) Χ (균형 화학방정식으로부터 구한 몰비) 물질의 화학식에 단위를 포함시키는 것이 중요하다. 이는 단위 환산인자를 구성하는 데에 도움을 준다.

  11. 3-03 한계 반응물의 개념

  12. ※한계 반응물의 선택 • 반응 비율은 문제 안에 주어진 양을 갖는 두 반응물들을 포함하여야 한다. (2) 필수적 반응 비율과 유효한 반응비율 모두 같은 순서로 계산하기만 한다면 어떤 방법이든지 문제가 되지 않는다.

  13. 3-04 화학 반응으로부터의퍼센트 수율 계산

  14. 이론적 수율(Theoretical yield):반응이 완전히 진행된다는 가정 하에 계산. 실제로 반응 혼합물로부터 이론적으로 가능한 만큼의 많은 양의 생성물을 얻지 못함. • 퍼센트 수율 =생성물의 실제 수율/생성물의 이론적 수율 × 100%

  15. ▲무색의 NaOH 용액이 녹색의 NiCl2용액에 가해지면 고체Ni(OH)2 침전물이 생성된다

  16. 3-05 용액의 농도

  17. 질량 퍼센트(％) 용질 퍼센트=용질질량/용액질량Χ100％ 퍼센트=용질질량/(용질질량+용매질량)Χ100％ • 몰농도 몰농도=용질의 mol수/용액의L수

  18. ▲ 그림3-2 0.0100M과망간산칼륨KMnO4용액의 제조. 0.0100M의 KMnO4용액 250㎖는 0.395g의 KMnO4를 포함한다.(a) KMnO4 0.395을 저울에 신중히 무게를 잰 다음, 250 ㎖메스플라스크에 옮겨 놓는다.(b) KMnO4를 물에 용해 시킨다. (c) 용액의 부피가 250㎖가 될 때까지 메스 플라스크에 증류수를 가한다. 균일 용액으로 만들기 위해 플라스크 마개를 막은 다음 내용물을 충분히 혼합한다. 물은 우리가 접해본 대부분 용액 중 가장 좋은 용매이다. 여기서 용매는 물이다. 물이 아닌 용매를 사용했을 경우에는 이것을 명확하게 나타내 주어야 한다.

  19. 3-06 용액의 희석

  20. 용액의 부피(L)와 M농도를 곱하면 용액 안의 용질의 양을 구할 수 있다. • V1M1=V2M2(단지 희석을 위함)

  21. 요 약 • 화학 반응을 설명하기 위해 균형 화학 방정식을 사용. • 화학 반응 안에 포함된 반응물과 생성물의 양을 계산하기 위해 균형 화학 방정식을 사용. • 화학 방정식의 계산에 한계 반응물의 개념을 사용.

  22. 퍼센트 수율 =생성물의 실제 수율/생성물의 이론적 수율 × 100% • 용매(Solvent)는 용질을 확산시켜 용액을 만드는 중간체이고 용질(Solute)은 용액에서 녹아 들어 가는 물질. • 농도(Concentration)은 용액이나 용매의 질량이나 단위 부피 당 용질의 양.

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