1-1-3.분자에 관한 법칙

기체 반응의 법칙/아보가드로의 법칙

 

분자는 원자들이 모여서 화학적으로 결합하여 만들어진 입자로서

흔히 우리가 물질의 독특한 성질을 느끼게 되는 것은

바로 분자들이 갖는 고유한 성질 때문입니다.

오늘 배울 내용은 왜 분자라는 개념이 필요하게 되었고,

어떻게 그 존재가 입증되었는지를 알아보는 것입니다.

　
기체 반응의 법칙 : 온도와 압력이 일정할 때 반응하는 기체의 부피비는
　
항상 일정한 정수비를 유지한다는 것...알죠?
　
나중에 알게 되겠지만 반응 기체의 부피비는 반응 몰 수의 비와 같고,
　
반응식의 계수비와도 같습니다.

수많은 실험을 통해 수소와 염소가 반응하면 염화수소가 생기는데,

온도와 압력이 일정할 때 반응하는 부피비가 1 : 1 : 2임을 알고 있습니다.

만일 반응하는 수소와 염소가 원자 상태로만 있다면

수소와 염소가 1 : 1로 반응해서

염화수소가 2 생기려면 수소와 염소 원자를 쪼개야 하고

이것은 원자는 쪼갤 수 없다는 돌턴의 원자설에 모순이 됩니다.

만일 분자 개념을 도입하여 수소와 염소가 이원자 분자임을 알면

이 실험 결과는 쉽게 설명됩니다.

H2(g) + Cl2(g) ---> 2HCl(g) 이 화학 반응식으로부터

(반응 부피비)=(반응 계수비)=(반응 몰 수 비)가 성립함을 알 수 있습니다.

아보가드로의 법칙
　
온도와 압력이 일정할 때 기체의 부피가 같으면
　
그 종류와 관계 없이 들어 있는 분자 수도 같다.
　
분자 수는 몰 수로 바꿔 나타낼 수 있다.

* 온도와 압력의 기준 : 표준 상태는 섭씨 0도, 1 기압

* 1 몰 = 6.02X1023만큼의 입자 수 = 아보가드로수,

때로는 6X1023으로 사용하기도 하죠.

* 표준 상태에서 기체 1 몰의 부피는

그 종류에 관계 없이 항상 22.4L이며,

아보가드로의 법칙에 따라 부피와 몰 수가 비례하므로

2 몰의 부피는 44.8L, 3몰의 부피는 67.2L...

[예제] 기체 반응에서 다음 화학 반응식과 실험 자료를 보고 물음에 답하시오.

(단, A, B는 임의의 원소 기호이다.)

2A2(g) + B2(g) ---> 2A2B(g)

 

실험

A2(g) 부피(mL)

B2(g) 부피(mL)

남은 기체 부피(mL)

A2B(g) 부피(mL)

1

25

20

B2(g)7.5

25

2

20

8

A2(g) 4

16

3

40

15

(가)

(나)

 

다음 설명 중 옳지 않은 것을 고르면?

(1) 반응 기체의 부피비는 반응 계수비와 같다

(2) 이 실험에서는 온도를 일정하게 유지해야만 한다.

(3) 이 실험에서 압력을 일정하게 유지해야 한다.

(4) (가)는 A2(g) 10mL, (나)에는 30mL가 들어간다.

(5) 반응 부피비는 몰 수에 반비례한다.

{풀이} 기체는 온도와 압력에 따라 부피가 변하므로

반응하는 기체의 부피비를 따지려면

온도와 압력을 일정하게 하고 실험을 해야 합니다.

기체 반응의 법칙에 따르면

반응 부피비 = 반응 계수비 = 반응 몰 수의 비 = 일정하게 되므로

(5)는 옳지 않습니다.

오늘의 포인트는 기체 반응에서

(반응 부피비)=(반응 계수비)=(반응 몰 수 비)

입니다. 꼭 기억하세요!!