요오드화수은(Ⅰ)과 요오드화수은(Ⅱ)의 합성

[홍광기]

요오드화수은(Ⅰ)과 요오드화수은(Ⅱ)의 합성



화학량론적인 양의 요오드를 막자사발에서 빻고 금속 수은을 혼합하면 녹색 가루상태의 요오 드화수은(Ⅰ)이 생성된다. 요오드를 더 첨가하고 혼합하면 적황색의 요오드화수은(Ⅱ)가 생긴다.

주의
보안경과 1 회용 폴리에틸렌 장갑을 착용할 것. 수은은 독성이 있다.

준비물
기구 : 막자사발
재료 : I2, Hg

과정
1. 저울로 요오드를 6.35 g씩 두 번 달아서 각각을 막자사발에서 고운 가루상태로 간다.(요오드를 흡입하지 않도록 주의할 것)
2. 10.0 g의 수은을 달아서 큰 막자사발에 담는다.(수은을 흘리지 않도록 주의하라.)
3. 녹색가루가 생성될 때 까지, 수은과 요오드를 막자사발에서 공이로 조심스럽게 간다.(한 번에 소량씩 빻는다)
4. 다른 요오드 시료를 첨가하고 적황색 가루가 생성될 때 까지 계속하여 빻는다.
5. 고체 폐기물은 교사의 지시에 따라 폐기할 것.

반응
1. 금속 수은은 요오드와 반응하여 요오드화수은(Ⅰ)을 생성한다.
2Hg(s) + I2(s) → Hg2I2(s) (연두빛)
이 화합물은 화학식을 가끔 HgI로도 쓰지만, 정확한 화학식은 Hg2I2이다.
왜냐하면 수은(Ⅰ)이온은 실제로 두 원자가 공유결합한 2원자이온으로 Hg22+이다.
2. 요오드화수은(Ⅰ)은 다시 첨가한 요오드와 반응하여 요오드화수은(Ⅱ)를 생성한다.
Hg2I2(s) + I2(s) → 2HgI2(s) 붉은노란빛

물음
1. 요오드화수은(Ⅰ)의 생성반응식을 써라.
2. 이 두 반응에서 어떤 화학적 변화가 일어나는가?
3. 왜 요오드화수은(Ⅰ)을 Hg2I2로 쓰는가?

풀이
1. 2Hg(s) + I2(s) → Hg2I2(s) green
2. 두 반응 모두 Hg은 산화되고, I2는 환원된다.
3. 실제로 Hg(Ⅰ)이온은 Hg22+의 형태로 존재하기 때문이다.

도움말
1. 수은을 다룰 때에는 조심해야 한다. 이 실험에서는 1 회용 폴리에틸렌 장갑을 착용해야 한다. 만일 수은을 흘렸으면 전부 쓸어 모아서 병에 담고 마개로 꼭 막아서 보관한다.
2. 화학반응식에서 화학량론적인 관계를 들어 10.0 g의 Hg를 완전히 반응시키려면 6.35 g의 I2가 필요한 것을 학생들에게 설명해 주어라.
3. Hg2+이온과 I-이온이 반응하여 HgI2의 붉은색 침전이 생기는 반응을 보여줄 수도 있을 것이다. 이 붉은색 화합물은 여분의 요오드화이온과 반응하여 착이온을 형성하여 녹게 된다.
HgI(s) + 2I-(aq) → (HgI4)2-(aq) 무색용액

참고문헌
L.R. Summerlin, and J.L. Ealy, Jr. (1988) Chemical Demonstrations, Vol. 1, p. 157, American Chemical Society.










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