황산에 의한 탈수 반응

[홍광기]

황산에 의한 탈수 반응



푸른 결정의 황산구리 오수화물을 진한 황산이 들어 있는 시험관에 넣으면 하얗게 변한다.

주의
보안경과 일회용 비닐 장갑, 안면 보호대를 착용하라. 황산은 부식성이 대단히 크므로 주의해서 다루어라.

준비물
기구 : 시험관(대)
재료 : 황산구리 오수화물, 진한 황산

과정
1. 큰 시험관에 진한 황산을 반 정도 채워라.
2. 황산구리 오수화물의 큰 결정을 시험관에 조심스럽게 넣어라.
3. 황산구리 수화물이 물을 잃으면서 푸른빛이 점점 사라지고 흰색의 무수 황산 구리가 형성되는 것을 수 분 동안에 관찰하라.

반응
황산은 강한 탈수제이다. 황산은 물을 흡수해서 여러가지의 수화물을 형성한다. 수화물속의 물이 푸른 황산구리로부터 제거되면 흰 색의 무수물이 남는다.


물음
1. 황산이 탈수제로 작용할 때 일어나는 현상을 화학적으로 설명하라.
2. 오수화물로부터 무수 황산구리를 만드는 반응을 적어라.
3. 황산이 다른 수화물과도 반응할 것 같은가?

풀이
1. 황산은 탈수력이 세서 수화물과 같이 물분자를 직접 함유하고 있는 경우뿐만 아니라 수소 원자와 산소 원자 수의 비가 2 : 1 인 경우에도 물을 뽑아낼 수 있다.
2.
3. 반응할 것이다. 탈수력이 세기 때문이다.

도움말
1. 98% 진한 황산은 18 M이다.
2. 황산과 반응하지 않은 기체(예를 들면 등)들은 황산에 통과시킴으로써 건조되어진다.
3. 황산의 탈수 작용은 대단히 강해서 심지어는 화합물 속의가 분자 상태로 존재하지 않더라도 수소와 산소의 비가 2 : 1 이면 그 화합물로부터 물을 빼낸다. 예를 들면 설탕, 나무, 종이, 녹말은 황산에 의해 탈수작용이 일어나 새까맣게 된다. 황산은 또 유사한 방법으로 피부에 있는 유기 화합물과도 반응하여 심각한 화상을 입힌다.
4. 산과 알코올의 에스테르화 반응이 진행되는 동안 물을 제거하기 위해서 황산이 첨가된다.
5. 유사한 실험으로 (이 실험은 반드시 후드 안에서 행해져야 한다) 비이커에 있는 설탕에 진한 황산을 첨가하는 것이 있다. 탄수화물인 설탕 속의 물이 제거되면서 설탕은 검게 변한 탄소 잔재물을 남긴다.
6. 사용된 황산은 계속 저어주면서 조심스럽게 많은 양의 물을 더해 주면서 제거하라. 충분한 양의 물과 함께 묽혀진 산을 하수구로 흘려 보내라.
7. 황산은 산업 현장에서 사용되는 가장 중요한 화합물이다. 매년 미국에서 4천만톤 이상이 생산된다. 대량으로 생산될 때는 1 파운드에 단돈 10 cent 밖에 값이 나가지 않는다.

참고문헌
L.R. Summerlin, and J.L. Ealy, Jr. (1988) Chemical Demonstrations, Vol. 1, p. 60, American Chemical Society.










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