구리판을 질산은에 담글 때 나타나는 반응을 통하여, 우리는 금속의 이온화 경향을 이해할 수 있습니다.
왜 구리가 이온으로 떨어져 나올까요?
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질산은(AgNO3) 용액에 구리선(Cu)을 넣으면 구리(Cu)는 이온 상태(Cu2+)로 수용액에 녹아 들어가며 그 대신, 이온 상태의 은(Ag+)이 순수한 물질(Ag)로서 환원됩니다.
첨가되는 구리 이온(Cu2+)으로 인하여, 용액의 색깔이 파랗게 변합니다. (Chemistry - The Central Science) 구리는 은보다 이온화하려는 경향이 강하므로, 구리는 이온화 하기 위하여 은을 환원시킵니다. Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag
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| 금속이 전자를 잃는다 = 금속이 이온화 한다 = 금속이 산화되었다 |
위의 셋 모두 다 같은 말입니다.
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원소 번호에 따른 이온화 에너지의 비교. 이온화 에너지가 낮을 수록 전자를 떼어 내기 쉬우므로, 이온화하기 쉽습니다. |
금속의 이온화 경향 순서와 특징
← K - Ca - Na - Mg - Al - Zn - Fe - (H) - Cu - Ag - Au →
| 쉽다 ← 어렵다 ← 낮다 ← 강염기성을 띤다 ← |
이온화 하기 환원 되기 안정성 산화물은 |
→ 어렵다 → 쉽다 → 높다 → 산화 되기도 어려움 |
올림픽 우승자에게 금메달을 주는 이유는
예로 부터 금은 순수한 형태로 산출되는 몇 안되는 금속이었습니다. 그것은 따로 특별한 가공을 하지 않아도 쉽게 원하는 모양을 만들수 있었습니다. 그리고 몇십년이 지나도 변하지 않는 금의 가치는 높을 수 밖에 없었습니다.
그 다음으로 쉬 변하지 않는 금속은 은(Ag), 그리고 그 다음은 동(구리; Cu) 순서가 됩니다.
음극화 보호 (Cathodic protection)
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금속의 산화·환원 반응을 이용하면 땅 속에 묻혀 있는 철 파이프나 주유소의 기름 탱크를 보호할 수 잇습니다. 땅 속에 마그네슘(또는 아연)판을 묻고 구리선으로 파이프나 탱크와 연결해 놓으면, 철보다 이온화 경향이 큰 마그네슘이 먼저 산화되므로 파이프나 탱크를 보호할 수 있습니다.
Fe2+ + 2e- → Fe |
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이와 같은 현상을 음극화 보호라고 합니다. 물론 마그네슘이나 아연 덩어리는 일정한 시기마다 교체해야 하지만 탱크를 새로 바꾸는 것보다는 경제적입니다.
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미국 North Carolina 해변가에 버려진 녹슨 철파이프. 금속관의 부식 현상은 전자가 빠져나가는 산화에 의한 것입니다. 미국에서는 매년 부식된 금속관의 교체 작업으로 700억 달러의 돈을 쓴다고 합니다. (Chemistry - The Central Science) |