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학습자료/과학

중화 반응과 염

대한민국 교육부 2015. 10. 30. 10:11

중화 반응과 염



■ 클레오파트라와 진주

이집트의 여왕이자 아름다움의 대명사인 클레오파트라를 아시나요? 클레오파트라는 명석한 두뇌와 아름다운 미모로 이집트를 다스린 여왕인데요, 오늘은 클레오파트라와 진주 이야기를 알아볼까요?


▲ 출처: 에듀넷



■ 산과 염기의 중화 반응

클레오파트라가 식초에 진주를 녹일 수 있었던 비밀을 알아보기 위해서 먼저 알아야 할 것이 있습니다. 차근차근 살펴보죠.


우리 주변의 물질 중에는 산성과 염기성을 띠는 물질이 많은데요. 산성 물질은 신맛이 나고, 리트머스지를 붉게 변화시키며 금속이나 석회석 성분을 녹이는 성질이 있습니다. 염기성은 쓴맛이 나고, 리트머스지를 파랗게 변화시키며 단백질을 녹이는 성질이 있습니다. 서로 같은 듯 다른 성질을 가진 두 물질! 그런데 산성 물질과 염기성 물질이 서로 만나면 신기한 일이 벌어집니다. 열이 나기도 하고, 산성이었던 물질이 산성을 잃어버리기도 하고, 그 반대로 염기성 물질의 염기성이 사라지는 일이 일어납니다. 대체 무슨 일이 생겼을까요?


답은 중화 반응입니다. 중화 반응이란 산성 물질과 염기성 물질이 반응하여 물과 염을 생성하는 반응을 말합니다. 산성 물질은 물에 녹아서 수소 이온(H+)을 내놓고, 염기성 물질은 물에 녹아 수산화 이온(OH-)을 내놓는데, 이 두 이온이 만나서 물을 생성하게 됩니다.



그렇다면 염은 어떻게 생기는 걸까요? 산성 물질은 수소 양이온과 비금속 음이온이 만나서 형성되고, 염기성 물질은 금속 양이온과 수산화 음이온이 만나서 형성됩니다. 중화 반응에서 수소 양이온과 수산화 음이온이 만나 물을 생성하면 남은 비금속 음이온과 금속 양이온이 서로 만나 염을 생성하게 됩니다. 염이라는 이름이 생소한데, 영어로는 salt라고도 하지요. 번역하면 ‘소금’이라는 건데, 이건 중화 반응에서 염이 발견될 당시 그 모습이 소금과도 같다고 하여 붙여진 이름이라고 합니다. 염은 대체로 물에 녹지만, 그렇지 않은 염들도 소수 존재해요.



■ 클레오파트라의 술잔 속에서 일어난 중화 반응

그렇다면 클레오파트라의 술잔에서는 과연 어떤 일이 일어난 것일까요? 조금 더 상세하게 살펴봅시다. 먼저 식초(CH3COOH)는 신맛이 나는 산성 물질입니다. 그리고 진주는 탄산 칼슘(CaCO3)이라고 하는 염기성 물질이 주성분이죠. 즉, 식초와 진주가 만나서 중화 반응이 일어난 것입니다. 중화 반응의 화학 반응식은 아래와 같습니다.



식초와 진주는 중화 반응을 통해 물(H2O)과 아세트산 칼슘[(CH3COO)2Ca]을 생성합니다. 이때 아세트산 칼슘은 물에 매우 잘 녹는 염이기 때문에 진주가 식초에 녹은 것이지요. 이와 같은 중화 반응의 예로는 탄산 칼슘이 주성분인 대리석으로 만든 조각상들이 산성비를 맞으면 녹는 현상이 있습니다.


▲ 산성비를 맞아 녹아내린 대리석 조각상(출처: 에듀넷)


이뿐 아니라 중화 반응은 우리 주변에서도 쉽게 관찰할 수 있는 화학 반응입니다. 염기성 물질 때문에 생기는 생선의 비린내를 산성 물질인 레몬즙을 뿌려 없앤다든지, 산성비로 산성화된 밭에 염기성 물질인 탄산 칼슘을 뿌려 중화시키는 예가 그것이지요. 클레오파트라처럼 진주를 식초에 녹이기에는 진주가 아깝지만, 우리도 중화 반응을 이용한 재치 있는 마술을 부려 볼 수 있는 방법을 생각해 보는 것은 어떨까요?



[자료출처: 에듀넷]




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