[일반화학실험 A+ 1등 자료] 실험 9. 금속의 활동도 - 산화와 환원 실험 결과 보고서

소개

[일반화학실험 A+ 1등 자료] 실험 9. 금속의 활동도 - 산화와 환원 실험 결과 보고서에 대한 자료입니다

이공계열 4.5 만점 수석 학생의 보고서입니다.
각 실험에 대한 결과와 실험 후에 생각해 보아야 하는 결과 보고서의 문제에 대한 답안이 자세하게 적혀있습니다.
한 장 이상의 실험에 대한 고찰이 작성되어 있습니다.

목차

A. 실험 데이터 및 처리
Part I: 금속의 반응성
1. 각 금속과 염산 용액 사이에 일어나는 반응의 화학반응식을 적어라.
2. 실험 결과를 토대로 하여 금속의 반응성, 즉 이온화 경향이 큰 순서로 나열하라. 수소(H2)가 전자를 잃고 H+ 이온으로 되려는 경향은 금속의 이온화 경향 순서에서 어느 위치에 있는지 (H)로 표시하라.
Part II: 금속의 활동도
1. 실험에서 반응이 관찰된 경우에 ○표를 하고, 이에 대한 화학반응식을 적어라. 또한 반응이 일어난 경우 어느 것이 산화되고, 어느 것이 환원되었는지 밝혀라.
2. 실험 결과를 토대로 금속의 활동도가 큰 순서로 나열하라.
Part III: 산화-환원 반응
1. 실험 데이터
2. 실험에서 반응이 관찰된 경우, 실험서에 주어진 환원 반쪽반응(reduction half-reactions)을 참고하여 반응의 균형 화학반응식을 적어라. 어느 것이 산화되고, 어느 것이 환원되었는가?
3. 각각의 관찰된 반응에서 색의 변화는 무엇에 기인하는 것인가?

B. 실험 결과에 대한 고찰

C. 다음의 질문에 답하시오.
1. 알루미늄(Al) 금속은 Cu2+ 이온을 포함하는 용액과 반응하였으나, 구리(Cu) 금속은 Al3+ 이온을 포함하는 용액과 반응하지 않았다. 어느 금속의 활동도가 더 큰가? 이유를 설명하라.
2. 금속들에 대한 완전한 활동도 서열(activity series)을 조사하라. 활동도 서열에 근거하여 Al(s)와 Ag(s) 중 어느 것이 더 좋은 환원제인지 설명하라.
3. Part III에서 실험에 사용한 KMnO4와 FeSO4 용액은 같은 농도이었다. 그러나 색의 변화가 있기까지 떨어뜨린 KMnO4 용액의 방울 수는 FeSO4 용액의 방울 수에 비하여 훨씬 적었을 것이다. 그 이유는 무엇인가?

본문내용

3. 각각의 관찰된 반응에서 색의 변화는 무엇에 기인하는 것인가?
산화 반응을 일으키는 요인에는 다양한 것이 있다. 이온이나 금속이 전자를 잃을 때에도 산화 반응이 일어난다.
이온이나 금속이 전자를 잃으면 전자 배치에 변화가 생기며, 이에 따라 전자 궤도에 변화가 생기는 경우가 존재한다. 전자가 에너지를 흡수할 때 가질 수 있는 에너지 수준인 에너지 준위에도 변화가 생기며, 이때 에너지 즉, 빛의 파장을 흡수한다.
이러한 빛의 파장에 따라 나타나는 색이 달라지기 때문에 색의 변화가 발생하는 것이다. 본 실험에서 관찰된 반응은 이와 같은 원리로 철이 산화되면서 용액이 점점 붉은 색을 띠는 것이다.

실험 결과에 대한 고찰
이번 실험은 한 금속 조각을 다른 금속의 이온을 포함하고 있는 용액에 넣고 어떠한 반응이 일어나는지 관찰함으로써 몇 가지 금속들의 활동도를 비교하여 활동도 서열에서의 위치를 알아보겠다는 목표를 갖고 진행하였다. 금속의 반응성을 알아보기 위해 금속과 염산 용액 사이에 일어나는 반응을 살펴보았다.

참고자료

· 없음