은의 침전과 용해

[홍광기]

은의 침전과 용해


은이온은 몇 가지 흥미 있는 용해성을 가진 화학 물질이다. 염화물과 함께 침전을 형성했다가 암모니아를 넣으면 용해될 수 있다. 암모니아가 질산에 의해 중화될 때 침전을 다시 형성한다. 용액의 pH 조절은 평형 상태의 변화와 염화은 침전물의 생성, 소멸을 일으킨다.

주의
보안경을 착용하고, 강산, 강염기를 사용할 때 안면 보호대와 장갑을 착용한다.

준비물
기구: 시험관
재료: AgNO3, HCl, HNO3, NH4OH

과정
1. 큰 시험관에 0.1 M의 질산은 용액 10∼25 mL를 넣는다.
2. 흰 침전물이 생길 때까지 6 M의 염산을 한 방울씩 떨어뜨린다.
3. 진한 암모니아수를 침전물이 용해될 때까지 한 방울씩 떨어뜨린다.
4. 침전물이 다시 생길 때까지 6 M의 질산을 한 방울씩 넣는다.

반응
1. AgNO3 용액에 HCl을 넣으면, 흰색 침전이 생긴다.
Ag+(aq) ＋ Cl-(aq) → AgCl(s)
이 흰색 침전은 은 이온과 염화 이온의 결합에 의해 형성되어 용해되지 않는 염화은이다.
2. 이 시험관에 암모니아를 넣으면, 흰 침전물이 없어진다.
AgCl(s) ＋ 2NH3(aq) [Ag(NH3)2]+(aq) ＋ Cl-(aq)
염화은은 암모니아와 착이온을 형성하여 용해된다.
3. 여기에 질산 용액을 넣으면, 흰 침전물이 다시 생긴다.
진한 질산의 첨가는 NH3의 농도를 낮춘다. 왜냐하면 NH3는 NH4+를 형성하기 위해 H+가 반응하기 때문이다. 이 반응은 왼쪽으로 평형을 바꾸어서 더 많은 휜 침전물이 형성된다.

물음
1. 처음 반응에서 관찰되어진 침전물의 형성에 대한 식을 쓰시오.
2. 침전물은 왜 진한 암모니아에 용해되는가?
3. 첨가한 질산은 평형에 무슨 영향을 주는가?
4. 착이온이란 무엇인가?

풀이
1. Ag+(aq) ＋ Cl-(aq) → AgCl(s)
2. AgCl(s) ＋ 2NH3(aq)------->[Ag(NH3)2]+(aq) ＋ Cl-(aq) 의 반응으로 착이온이 생겨서 침전물이 용해된다.
3. H+와 반응해서 평형을 깨뜨려(왼쪽으로 이동) 침전물을 생성한다.
4. 여러 개의 원자가 결합하여 하나의 이온을 이룬 것으로 위 반응에서 [Ag(NH3)2]+가 착이온이다.

도움말
1. 다음에 사용하기 위해서 염화은을 보관하고 싶을 지도 모르나, 착이온 용액은 저장해서는 안된다.
2. 중간 단계에 있는 Ag(NH3)+ 착이온은 질산은과 암모니아가 혼합되어질 때 처음 형성된다.
3. 이 실험은 용해성, 평형, 착이온의 생성을 보여주는데 유용하다.
암민은 착이온의 형성은 은이 수은으로부터 분리되어지는 정성 분석의 단계이다.
4. 착이온 [Ag(NH3)2]+는 이암민은(I) 이온이다.
5. 우리는 보통 수산화암모늄을 언급할 지라도, '암모니아수'라는 단어를 사용하는 것이 더 좋다. 사실 수산화암모늄은 실제로 존재하지 않는다.

참고문헌
L.R. Summerlin, C.L. Borgford, and J.B. Ealy (1988) Chemical Demonstrations, Vol. 2, p. 81, A










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