94. 은 화합물의 용해도
비이커에 있는 질산은 용액에 한 용액이 첨가되면 노란 침전이 생성된다. 두 번째 큰 비이커의 질산은 용액에 다른 용액을 넣으면 갈색 침전이 생긴다. 거기에 다른 용액을 첨가하면 흰색 침전이 생긴다. 세 번째 용액을 가하면 침전이 없어진다. 다른 용액을 가하면 흰 침전이 다시 생긴다. 다른 용액을 또 첨가하면 다시 침전이 없어지고, 마지막 용액을 가하면 흰 침전이 또다시 생성된다.
주의
보안경을 착용한다. 질산은 용액이 묻지 않게 한다. 일회용 비닐 장갑을 착용한다.
준비물
기구ː비이커 (100 mL, 600 mL 각각 하나씩)
재료ː1. 인산칼륨 수용액 0.1 M (K3PO4 2.1 g을 물 100 mL로 희석)
2. 질산은 수용액 0.1 M (1.7 g을 물 100 mL로 희석) 주의ː증류수만 사용
3. 용액 Aː수산화나트륨 수용액 0.1 M (NaOH 0.4 g을 100 mL의 물에 녹임)
4. 용액 Bː염화나트륨 수용액 0.1 M (NaCl 0.6 g을 100 mL의 물에 녹임)
5. 용액 Cː암모니아수 3.0 M (시판 암모니아수 200 mL를 물에 희석하여 1 L로 만듬)
6. 용액 Dː브롬화나트륨 수용액 0.1 M (NaBr 1.0 g을 100 mL의 물에 녹임)
7. 용액 Eː티오황산나트륨 수용액 0.1 M (Na2S2O3 1.6 g을 100 mL의 물에 녹임)
8. 용액 Fː요오드화칼륨 수용액 0.1 M (KI 1.7 g을 100 mL의 물에 녹임)
과정
1. 작은 비이커에 질산은 용액 50 mL를 넣는다. 그리고 인산칼륨 용액 10 mL를 첨가하고 노란색 침전을 관찰한다. 반응에 대해 토론해 보고 비이커를 치운다.
2. 600 mL 비이커에 질산은 용액 100 mL를 넣고, 용액 A (NaOH)를 갈색 침전이 생길 때까지 떨어뜨린다. 이 반응에 대해 토론한다.
3. 다시 용액 B (NaCl)를 같은 비이커에 넣고 흰 색 침전물의 생성에 대해 관찰하고 토론한다.
4. 용액 C (암모니아수)를 첨가하고 흰 침전이 없어질 때까지 저어주고, 반응에 대해 토론한다.
5. 용액 D (NaBr)를 첨가하고 순간적으로 일어나는 흰색 침전을 관찰한다.
6. 용액 E (Na2S2O3)를 가하고, 침전이 다 녹을 때까지 저어준다.
7. 마지막으로 용액 F (KI)를 가하고 흰 침전물을 관찰한다. 침전물은 연한 녹색기를 띨 것이다.
반응
1. 은이온은 인산이온과 반응하여 인산은을 형성한다.
3Ag+(aq) + PO43-(aq) → Ag3PO4(s)
노란색
2. 은이온은 수산화이온과 반응하여 갈색의 수산화은을 형성한다.
Ag+(aq) + OH-(aq) → AgOH(s)
갈색
3. 수산화은의 은은 염화 이온과 반응하여 흰색의 염화은을 형성한다.
AgOH(s) + Cl-(aq) → AgCl(s) + OH-(aq)
흰색
4. 암모니아는 염화은과 반응하여 무색의 이암민은(I) 이온을 생성한다.
AgCl(s) + 2NH3(aq) → [Ag(NH3)2]+(aq) + Cl-(aq)
무색
5. 브롬화 이온은 이암민은과 반응하여 흰색의 브롬화은 침전을 형성한다.
[Ag(NH3)2]+ + Br-(aq) → AgBr(s) + 2NH3(aq)
흰색
6. 티오황산이온은 브롬화은의 은과 반응하여 무색의 착이온(티오황산이온)을 생성한다.
AgBr(s) + 2S2O32-(aq) → Ag(S2O3)3- + Br-(aq)
무색
7. 요오드 이온은 티오황산은 이온과 반응하여 요오드화은의 흰 침전을 만든다.
Ag(S2O3)3-(aq) + I-(aq) → AgI(s) + 2S2O32-(aq)
흰색
물음
1. 왜 침전이 생기는지 설명하시오.
2. 이 반응이 화학이나 사진 기술에 어떻게 응용될 수 있는가?
3. 이암민은(I) 이온의 화학식을 쓰시오.
풀이
1. 은 화합물은 난용성 화합물이다.
2. 도움말 3번 참조
3. [Ag(NH3)2]+
도움말
1. 실험을 진행하면서 같이 토의하는 것이 효율적이다.
2. 이암민은 이온은 탄수화물과 같은 물질과 은거울 반응을 일으켜 은을 유리시키는 성질이 있다. [Ag(NH3)2]+(aq) + e- → Ag(s) + 2NH3(aq)
3. 브롬화은과 요오드화은은 사진 필름의 표면에서 발견된다. 이 물질이 빛에 감광되면 이 화합물들의 결정이 감광되지 않은 것보다 더 파괴되기 쉽다. 현상액은 감광된 AgBr과 AgI를 금속 은으로 환원시킨다. 그래서 침전된 은의 양은 필름 표면에 반응한 빛의 양에 비례한다. 감광되지 않은 AgBr과 AgI를 금속 은으로 환원시킨다. 그래서 침전된 은의 양은 필름 표면에 반응한 빛의 양에 비례한다. 감광되지 않은 AgBr과 AgI는 정착 과정에서 티오황산이온과 결합하여 안정된 착이온 [Ag(S2O3)2]3-을 형성한다. 사진 용어로 "하이포"라 하는 것은 티오황산나트륨이다. 인화지는 역시 AgBr과 AgI로 입혀져 있다. 네거티브 필름이 인화지 위에서 빛에 노출되면 네거티브 필름의 어두운 부분이 밝게 나타난다. 이 부분은 은을 더 많이 포함하며, 인화지에 밝은 곳으로 나타난다.
4. 색이 검게 변한 은은 황화은(Ag2S)이다. 이것은 은이 음식을 비롯한 여러 화합물의 황화수소와 반응하여 생성된다. 위 실험에서 마지막 침전물에 황산을 타면 황화은이 나타난다. 황에서 독한 냄새가 나므로 주의해라.
5. 염화은(AgCl)은 중요한 천연은 화합물 중의 하나이며, 다른 하나는 황산은(Ag2SO4)이다.
6. 학생들이 이 실험에서 은화합물의 용해 과정을 보도록 한다.
7. 실험 6에서 용액이 모자라면 고체 티오황산나트륨을 넣어라.
참고문헌
L.R. Summerlin, C.L. Borgford, and J.B. Ealy (1988) Chemical Demonstrations, Vol. 2, p. 83, American Chemical Society.
첫댓글 감사합니다. 항상 꿈생도님 도움 많이 받고 있습니다. 화이팅!!!