세번째 시간. 밀러의 반응물1-2

배울 내용

3. 원소 분석

4. 화학반응식

 

지금부터는 알아두면 화학을 할 줄 알아 보이는 멋진 내용을 공부하게 될 것이다.

항상 그렇듯이 화학에게 "왜?"라는 질문을 던지면, 대답은 "그냥"이라고 돌아온다.

최대한 어이없게 흘러가지 않도록, 부가설명으로 이해를 돕도록 하겠지만,

어쩔 수 없는 부분이다. 그러니 끝까지 포기하지 말고 해 보자.

 

Q. 화학 결합의 발견 이전에, 어떻게 분자 속 구성 원소들을 알 수 있었을까?

A. 실험을 통하여 알 수 있었다.

ex. 메테인 CH4의 연소실험.

메테인 CH4가 산소 O2를 만나 물 H20와 이산화탄소 CO2를 만들어 낸다.

물의 그램분자량은 H(1g) x2 + O(16g) x1 인 H2O(18g) 이 된다. 또한, 같은 방식으로 이산화탄소 CO2는 44g 이 된다.

실험의 결과로 과학자들은 물과 이산화탄소의 양을 측정했다. 따라서 나온 결과는 각각 3.6g과 4.4g이었다.

그램 분자량 * mol = 질량 이므로 물과 이산화탄소의 mol 수는 각각 0.2 mol과 0.1 mol 이 된다.

이때, H2O에서 H가 2개므로 0.4 mol, CO2에서 C가 1개므로 0.1 mol이다. 결국 메테인의 원소 비는 C:H = 1:4가 된다.

그래서 메테인이 CH4인지 몰랐지만, CH4임을 실험을 통하여 알 수 있게 되었다고 한다.

 

 

분자식이란 분자에 대하여 성분 원자 개수를 나타낸 식이다.

실험식이란 화합물에서 성분 원소의 개수비를 나타낸 식이다.

 

리비히의 탄화수소 원소분석 장치(1850's)

리비히는 대학의 화학학과를 최초로 만든 사람이다.

그림 출처 : https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=redbird32&logNo=220647619449&proxyReferer=https%3A%2F%2Fwww.google.com%2F

https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=redbird32&logNo=220647619449&proxyReferer=https%3A%2F%2Fwww.google.com%2F

(핵심 개념) 1-3. 화합물의 조성(원소의 분석)(물질 X의 실험식 구하기-리비히 장치)

 

위 그림이 리비히가 했던 원소 분석 그림이다. 이때, 탄화수소란 탄소 C와 수로 H로 만들어진 물질을 말한다.

(안타깝게도 그런 물질은 CH4만 존재하는 것이 아니었다.)

 

염화칼슘 부분에서 H2O의 양, 수산화나트륨 수용액에서 CO2의 양을 측정하여, C와 H의 성분을 알아내는 것이다.

이것이 다른 실험과의 차이점은 C와 H의 비율을 알 수 있다는 것이다.

이를 테면 아세틸렌 C2H2과 벤젠 C6H6 같은 것들을 알아낼 수 있다는 것이다.

 

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오늘은 상당히 짧은 내용이었다.

그러나 위 화학식을 이용한 문제들이 수능에서 다루어지고 있다.

물론 상당히 어렵게 말이다.

 

오늘은 여기까지 하고 자도록 하겠다.