화학과, 화학공학, 취업깡패 등 방통대 환경화학 요점 정리 4. 화학의 기본법칙과 반응식

제 4 강 화학의 기본법칙과 반응식

■화학의 기본법칙

화학반응은 일정한 규칙을 가지며 진행된다.

→반응물로부터 생성물을 예측할 수 있다

-질량불변의 법칙

-정비례의 법칙

-배수비례의 법칙

-기체 반응의 법칙

-돌턴의 원자설

-아보가드로의 분자설

 

1.질량불변의 법칙 : 화학반응을 일으키는 반응물질의 총질량과 화학반응에 의한 생성물질의 총 질량은 동일하다.

.라부아지에: 모든 물질은 소멸하지 않고 물질 A, B로부터 다른 물질 C, D로 변할 뿐 이다.

 

2.정비례의 법칙

.화합물을 구성하고 있는 각 성분 원소의 질량비는 일정하다.

→ 조성이 항상 일정; 조성식

ex)물을 합성하면 수소와 산소의 질량비가 1 : 8 로 결합한다.

3.배수비례의 법칙 : A와 B, 두 종류의 원소가 화학반응을 통하여 2종류 이상의 화합물을 만들 때, A의 일정량에 결합하는 B의 양은 서로 간단한 정수비를 갖는다.

4.기체반응의 법칙 : 일정한 온도와 압력에서 기체상 물질들이 화학반응을 할 때, 기체의 체적은 간단한 정수비로 나타낼 수 있다.

.게이뤼삭: 기체물질들이 서로 간에 형성하는 화합물은 언제나 간단한 정수비로 형성된다. 따라서 둘 중 하나를 1로 나타내면 다른 것은 1,2 또는 3이 될 수 있다. 이 부피들은 고체나 액체 물질에 대해서는 관찰되지 않으며 무게를 고려할 때도 관찰되지 않는다.

 

5.돌턴의 원자설:1808년 󰡒화학 철학의 새 체계󰡓

①물질은 각각의 원자들로 이루어진다.

②한 물질에 포함된 모든 원자는 질량이 동일하고, 모든 성질이 같다.

(→같은 원자라도 질량이 서로 다른 동위 원소의 발견.)

③서로 다른 물질은 각각 다른 원자들로 구성되며 특히 각각의 원자는 그 질량이 다르다.

④원자는 더 이상 쪼갤 수 없으며 화학반응 후에도 그 성질이 변하지 않는다. -질량보존의 법칙 (→전자, 양성자, 중성자로 나뉘어짐)

⑤화합물은 서로 다른 원자들이 일정한 정수비를 이루며 결합하여 생성된다.

.기체 반응의 법칙에 위배되는 경우 설명이 불충분

 

6.아보가드로의 분자설

기체는 2개 이상의 원자로 되어 있는 분자라는 입자의 집단.

기체가 같은 온도, 압력, 체적일 경우 기체의 종류에 관계없이 같은 수의 분자를 포함하고 있다.

.아보가드로의 법칙

기체 1몰에서는 기체의 종류에 관계없이 0℃, 1기압 하에서 그 체적은 22.4ℓ가 된다.

 

■화학반응식 : 각종 화학반응을 표현하는데 있어 각 원자 또는 분자의 화학식을 이용하여 가장 간단한 방법으로 나타낸 것.

 

1.화학반응식을 만드는 법

일반적으로 좌변에 반응물질을 우변에 생성물질을 쓰고 가운데에 화살표로 반응의 방향을 나타낸다.

두 종류 이상의 물질이 반응하거나 생성될 때에는 󰡐+󰡑표시를 사용하여 나열한다.

질량보존의 법칙에 의하여 반응물질과 생성물질의 원자종류와 각각의 수가 같도록 계수를 정하여 준다.

계수가 1일 경우는 생략

화학반응식은 반응 전후에 있는 물질의 종류와 변화를 양적으로 알 수 있지만 반응의 진행정도나 반응의 조건 등에 대해서는 알 수 없다.

 

2.화학반응식의 의미

⑵미정계수법: 복잡한 반응식에서 사용

연립방정식의 해

4.화학반응과 그 양

.1몰: 원자, 분자, 이온 등이 6.02× 1023개 모여 있는 것.

어떤 1몰은 화학식량에 g을 붙인 만큼의 질량을 갖는다.

1몰의 기체는 0℃, 1기압에서 22.4ℓ의 부피를 갖는다.

.화학반응식의 계수를 통하여 반응량을 계산할 수 있다.

⇒ 메탄 1몰과 산소 2몰이 반응하면 1몰의 이산화탄소와 2몰의 물(수증기)를 발생시킨다.