5단원 정리

[제비꼬리]

5단원. 물질 변화에서의 규칙성

1. 물질의 변화

가. 물리변화와 화확변화

1. 물리 변화 : 물질이 변화할 때, 물질의 모양이나 크기 또는 상태가 변하더라도 물질의 고유한 성질이 변하지 않는 현상이다.

(1) 확산 : 잉크가 물 속에서 퍼진다.

(2) 용해 : 소금이나 설탕이 물에 녹는다.

(3) 상태 변화 : 얼음이 녹거나 물이 끓는다.

2. 화학 변화 : 물질이 변화할 때, 처음의 물질과 성질이 전혀 다른 새로운 물질로 변하는 현상이다.

(1) 연소 : 양초가 빛과 열을 내며 탄다.

(2) 색의 변화 : 철이 녹슨다.

(3) 맛과 냄새의 변화 : 공기 중에 놓아 둔 음식이 부패한다

나. 물리변화와 화학변화시 입자의 배열

1. 물리 변화와 입자 배열 : 물리 변화가 일어날 때 물질의 기본 입자인 분자가 변하지 않기 때문에 물질 본래의 성질은 변하지 않으며, 단지 분자 배열만 달라진다.

※ 설탕의 물리 변화 : 설탕을 물에 녹이면 모양은 볼 수 없지만 단맛은 그대로 지니고 있다. 이것은 설탕이 물에 녹아 설탕물로 되어도 설탕 분자나 물 분자는 변하지 않기 때문이다.

  

                           ꋲ설탕을 물에 녹였을 때의 모형.

2. 화학 변화와 입자 배열 : 물질을 구성하는 원자 배열이나 분자가 바뀐다.

3. 화학 변화의 종류

(1) 연소 : 어떤 물질이 산소와 빠르게 반응하여 열과 빛을 내면서 새로운 물질로 변하는 현상이다.

   ① 메탄의 연소 : 메탄이 연소되면 물과 이산화탄소가 생성된다.

   

   ② 연소 생성물 : 연소하는 물질 속에 탄소가 포함되어 있으면 이산화탄소가 생성되고, 수소가 포함되어 있으면 물이 생성된다.

(2) 화합 : 두 가지 이상의 순물질이 반응하여 새로운 물질로 되는 현상이다.          철 + 황 → 황화철

(3) 화합물 

    ① 화합물 : 두 가지 이상의 순물질이 화합하여 생성된 새로운 물질이다.

    ② 화합물과 혼합물의 특징

     

구분	혼합물	화합물
성분 물질의 성질	각 성분 물질의 성질을 그대로 지니고 있음	원래의 성질을 잃어버리고 새로운 성질을 가짐
물질의 조성	성분 물질의 혼합 비율이 일정하지 않다.	성분 물질이 일정한 비율로 결합되어 있다.
분리 방법	물리적 방법으로 분리	화학적 방법으로 분해
예	소금물, 공기 등	물, 이산화탄소 등

(4) 분해 : 한 종류의 물질이 성질이 다른 두 가지 이상의 물질로 나누어지는 현상이다.

   ① 열분해 : 열에 의한 분해이다.

      ꄤ 탄산수소나트륨 → 탄산나트륨+물+이산화탄소

   ② 전기 분해 : 물질에 직류 전원을 통해 주면 각각의 성분 물질로 분해된다.

      ꄤ  물 → 수소+산소

   ③ 촉매 분해 : 촉매에 의해 각각의 성분 물질로 분해된다.

                    이산화망간(촉매)

      ꄤ 과산화수소 ----------> 물 + 산소

  

                          ꋲ과산화수소의 분해 반응

2. 화학 반응과 질량 변화

1. 질량 보존의 법칙(1774년, 라부아지에) : 화학 반응이 일어날 때 반응이 일어나기 전의 물질의 총질량과 반응이 일어난 후에 생성된 물질의 총질량은 같다.

2. 여러 가지 화학변화와 질량

1) 앙금 생성 반응에서의 질량 변화 : 앙금 생성 반응에서 반응 전과 후에 새로운 물질이 첨가되거나 빠져 나오지 않는다면 반응 전과 후의 물질의 질량은 보존된다.

   ꄤ 염화나트륨 + 질산은 → 염화은↓(흰색 앙금) + 질산나트륨

     (염화나트륨 + 질산은)의 질량 =  (염화은 + 질산나트륨)의 질량

2) 기체가 발생하는 반응에서의 질량 변화 : 기체가 발생하는 반응에서 반응 후에 질량이 감소하는 것처럼 보이지만 밀폐된 공간에서 반응이 일어나는 경우에는 질량은 일정하게 보존된다.

   ꄤ 탄산칼슘 + 염산 → 염화칼슘 + 물 + 이산화탄소↑(기체 발생)

      (탄산칼슘 + 염산)의 질량 = (염화칼슘 + 물 + 이산화탄소)의 질량

            

                     (가)                                 (나)

                       ꋲ묽은 염산에 달걀 껍데기를 넣었을 때의 반응

3) 연소 반응과 질량 보존의 법칙

(1) 나무의 연소와 질량 보존 : 나무가 연소되면 재와 이산화탄소 및 수증기가 생성된다. 이 때, 공기 중으로 날아간 기체의 질량(수증기와 이산화탄소)까지 고려하면 반응 전과 후의 질량은 같다. ⇒ 질량 보존의 법칙 성립

                나무  +  산소 → 재 + 이산화탄소 + 수증기

  (2) 강철솜의 연소와 질량 보존 : 강철솜을 연소하면 철이 공기 중의 산소와 결합하여 검은색의 산화철(Ⅱ)이 생성된다. 이 때, 산화철의 질량은 강철솜과 결합한 산소의 질량을 합한 것과 같다. ⇒ 질량 보존의 법칙 성립

                                철  +  산소 → 산화철

3. 화학변화와 원자 모형

1) 원자 모형 : 우리 주변에서 볼 수 있는 것들로, 일정한 모양을 가지며, 쉽게 부서지지 않는 것이면 사용할 수 있다.

   2) 질량 보존의 법칙과 원자 모형

(1) 화학 반응은 원자들이 재배열되는 것이므로 반응 전과 후에 분자 모형은 달라지지만, 분자를 이루고 있는 원자 모형의 종류와 수는 그대로 보존된다.

             

                             ꋲ질량 보존의 법칙과 모형

(2) 볼트(B) 1개와 너트(N) 1개가 결합하여 화합물 BN을 만들 때, 결합하기 전의 볼트와 너트의 질량의 합과 결합한 후 BN 1개의 질량은 같다.

    ꄤ B  +  N  → BN   

      1.0g + 0.5g = 1.5g

3. 화합물의 성분과 질량비

1. 물과 과산화수소의 질량비

(1) 물은 수소와 산소의 질량비가 1:8이고, 과산화수소는 수소와 산소의 질량비가 1:16이다.

(2) 수소와 산소로 구성된 물과 과산화수소는 성분 원소가 같지만 질량비가 다르므로 서로 다른 물질이다. 따라서, 물과 과산화수소는 질량비로 구별할 수 있다.

(3) 같은 원소로 이루어져 있어도 화합물을 구성하는 원소의 질량비가 다르면 다른 화합물

    이다.

2. 일정 성분비의 법칙(1799년, 프루스트) : 두 가지 이상의 물질이 반응하여 한 물질을 만들 때, 그 물질을 구성하는 성분 원소 사이의 질량비는 일정하다.

3. 연소 반응과 일정 성분비의 법칙

(1) 구리의 연소 반응 : 붉은색의 구리 가루를 연소시키면 검은색의 산화구리(Ⅱ)가 생성된다. 이 때, 산화구리(Ⅱ)를 이루는 구리와 산소의 질량비는 4:1로 항상 일정하다.

(2) 마그네슘의 연소 반응 : 마그네슘과 산소가 반응하면 산화마그네슘이 생성된다. 이 때, 산화마그네슘을 이루는 마그네슘과 산소의 질량비는 3:2로 일정하다.                

                                                      

4. 앙금 생성 반응과 질량 보존의 법칙

(1) 요오드화칼륨과 질산납의 반응                   요오드화칼륨  ＋  질산납  ─→  요오드화납↓  ＋  질산칼륨      

                                                                                                                    (노란색 )

(2) 10% 요오드화칼륨 수용액 6.0mL와 10% 질산납 수용액의 반응 모형

   ① 4번 시험관 이후로 앙금의 양이 증가하지 않는 이유 - 반응할 요오드화칼륨이 없어서

   ② 앙금의 양이 증가하지 않는 것으로 보아 농도가 같은 요오드화칼륨(KI)과 질산납(Pb(NO₃)₂) 수용액은 1 : 1의 부피비로 반응함을 알 수 있다.

   ③ 일정한 부피 속에 들어 있는 KI와 Pb(NO₃)₂의 질량은 일정하므로 이들 사이에는 일정한 질량비가 성립 

5. 화합물과 일정 성분비의 법칙

ㅇ 혼합물 : 혼합물에서는 성분 물질의 혼합 비율에 따라 혼합물이 달라질 수 있으므로 일정 성분비의 법칙이 성립되지 않는다.

ㅇ 화합물 : 화합물을 이루는 성분 원소의 질량비는 항상 일정하다. 따라서, 화합물에서는 항상 일정 성분비의 법칙이 성립한다.

             

               ꋲ철과 황의 혼합물                       ꋲ철과 황의 화합물

1) 일정 성분비의 법칙과 모형 : 화합물을 구성하는 성분 원자 사이의 개수비가 일정하므로 성분 물질 사이의 질량비도 일정하다.

   ꄤ 볼트(B) 1개와 너트(N) 1개가 결합하여 화합물 BN을 만들 때, BN을 이루는 B와 N의 질량비는 모두 같다. 이것은 BN을 이루는 B와 N의 개수 사이에 항상 1:1의 정수비가 성립하기 때문이다.

2) 일정 성분비의 법칙과 원자설 : 같은 종류의 원자는 크기와 질량이 같고, 한 화합물을 이루는 원자의 개수비는 일정하므로 성분 원소의 질량비도 일정하다.

6. 화학 반응식 : 화학 반응을 원소 기호를 이용하여 식으로 나타낸 것이다.

1) 화학 반응식 만들기 

(1) 화학 변화가 일어날 때 반응 물질과 생성 물질의 종류를 알아야 한다.                  수소 + 산소 → 물

(2) 반응 물질과 생성 물질을 화학식으로 나타낸다.                                                 H₂ + O₂ → H₂O

(3) 반응 물질과 생성 물질의 원자 수가 같도록 화학식 앞에 숫자(계수)를 붙인다.     2H₂ + O₂ → 2H₂O

2) 화학 반응식으로부터 얻을 수 있는 정보

  

구분	2H2   +    O2 --->   2H2O
질량 관계	4g    +    32g  =      36g     질량 보존의 법칙
질량비	1     :     8   :       9       일정 성분비의 법칙
부피 관계	2×22.4L    22.4L      2×22.4L    (0℃, 1기압에서)
부피비	2     :     1   :       2       기체 반응의 법칙
원자 수의 비	4     :     2   :       6       돌턴의 원자설
분자 수의 비	2     :     1   :       2       아보가드로의

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[30537 정도원]

감사합니다 선생님..ㅎ

[황혼]

오...3과는 없나요?