위의 그림 처럼 실험을 하고, 실험 과정은 다음과 같습니다.
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1. 기체 A를 건조된 둥근 바닥 플라스크에 가득 넣은 다음 BTB 용액을 가한 물이 들어 있는 비커에 그림과 같이 장치한다.
2. 물이 들어 있는 스포이트의 고무마개를 눌러서 둥근 바닥 플라스크 속으로 물을 조금 넣어준 후 변화를 관찰한다.
3. 기체 B를 사용하여 과정 1.과 2.를 반복한다.
실험결과
기체A : 비커의 물이 플라스크 속으로 푸른색 분수가 뿜어진다.
기체B : 비커의 물이 플라스크 속으로 노란색 분수가 뿜어진다.
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맞춤법등의 문제가 있을 수 있습니다만 원문이 그런거라 이해해 주세요
문제 : 기체 A와 B를 혼합했을 때의 반응을 알짜이온 반응식으로 쓰시오
여기서 부터가 본론입니다
처음 문제 풀때도 그렇고, 이 문제의 정답은 H+(수소이온, 윗첨자 표기를 몰라 이렇게 씁니다) + OH- →H2O 였습니다
근데 답안을 고쳐쓸 때 의문이 들었습니다. 그리고 일단 틀렸죠
위 실험에 사용되는 기체A와 B는 물에 잘 녹습니다. 따라서 스포이트로 물을 넣어주면 기체가 물에 녹아서 기압이 낮아지게 되고 이로인해
비커안의 물이 빨려들어오게 됩니다. 그리고 물에 녹은 기체는 산성(B)과 염기성(A)을 띠게 되지요
그런데 문제에선 기체A와 B를 혼합합니다. 수용액 상태가 아니에요.
의문1. 기체상태에서 수산화이온을 가지고 있는 기체가 있는가?
일단 적어도 화학1을 배울때는 없었던 것으로 기억합니다. 배운거라곤 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼슘(Ca(OH)2)), 암모니아(NH3)가 전부죠
그리고 위의 실험에서 사용된건 일단 암모니아로 추정되지만 임의의 기체니까 확실하지는 않습니다
하지만 적어도 배운 지식 상에선 저기서 쓸 수 있는 기체 A는 암모니아밖에 없습니다.
의문2. 그럼 일단 저걸 암모니아라고 칩시다
만약 염화수소(HCl)과 반응하는거라면 염화암모늄 (NH4Cl)이 만들어진다고 배웠습니다만
이 과정이 두가지더라고요
하나는 기체만으로 반응시키는 식(HCl + NH3 → NH4Cl)
다른 하나는 수용액 상태에서 반응시키는 식(H^ + Cl^ + NH4^ + OH^ → NH4Cl + H2O)
(^는 이온으로 봐주세요)
아래의 굵은 글씨는 질문글입니다. 이부분을 정확하게 알고 싶습니다.
첫번째 식에서는 이온없이 배위결합으로만 결합하므로 알짜이온 반응식을 나타낼 수 없나요?
두번째 식에서는 수소이온과 수산화이온이 합쳐져서 물이 생성되는건 알짜이온 반응식이 맞는것 같은데 염소이온과 암모늄이온의 결합도 알짜이온
방정식이 맞는건지, 이들의 상태가 기체상태에서(물이 수증기상태라던가) 일어나는건지를 알고싶습니다.
이건 좀 다른질문
화학2 문제집을 풀다가 정답이 이상한것 같아서 질문을 드렸더니 선생님의 답변이 답안지와 같아서 다른분들도 그렇게 생각하시는건지를 물으려합니다
다음 표는 산소 기체의 온도와 압력에 따른 부피 변화를 나타낸 것이다.
실험 | 기체의 양(mol) | 압력(atm) | 온도(℃) | 부피(L) |
| 1 | 0.05 | 0.5 | 0 | a |
| 2 | 0.1 | 0.5 | 0 | 2a |
| 3 | 0.1 | 0.5 | 273 | 4a |
| 4 | 0.1 | 1 | 273 | 2a |
2기압, 546℃에서 산소 기체 0.2몰의 부피를 a로 표시하시오
이 문제의 정답은 4a(L) 라 되어있었고, 제가 구한 답은 3a(L)였습니다
분명 이상기체상태방정식을 써서 구하라는대로 구했는데 말이죠
아마 온도를 어떻게 적용시키느냐의 문제였던것 같은데...
그때 이 문제를 풀었던 방법이 대략 이랬습니다.
실험 1에서의 온도가 0℃였으니 절대온도로 치면 273K입니다
실험 4와 비교하면 기체의 양이 2배, 압력이 2배이니 이것들만 따지면 부피가 1배가 되고,
온도가 546K이므로 기체의 부피가 2배가 됩니다
제시된 조건을 실험 1과 비교하면 기압이 4배, 기체의 양이 4배, 절대온도가 819K이므로 3배....따라서 부피는 3a가 된다
라고 풀었습니다
정답지처럼 4a가 나오려면 기체의 온도가 273K만큼 높아지면 부피가 2배로 늘어나야 하는것 같은데
뭐가 정답인건지 잘 모르겠습니다
제가 틀린건지 문제를 출제하신 선생님이 틀린건지 확실하게 알고싶습니다
도와주세요 과게 선배님들
