중3 과학 질량비 개수비

아래의 본인의 다른 답변을 보고, 이해 안 가는 부분이 있으면, 추가질문 주시기 바랍니다. ^^

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************ 아 래 ****************

아래에 2가지 예로써 설명을 드리겟습니다.

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예) 1. 예를 들어 베이킹파우더를 넣어서 빵을 굽는 경우를 생각해 봅시다.

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1. 빵을 만들기 전 후의 질량 변화에 대해 서술 : 문제에서 '물' 또는 물로 반죽한 '밀가루반죽'이 빠졌어요. 일단 물 또는 물로 반죽한 밀가루반죽도 주어졌다고 가정합니다. 빵을 구울 때, 발생하는 수증기와 이산화탄소를 포집(包集:모두 잡아내어 새어나가지 않게 하는 것)한다면, "질량 보존의 법칙"이 성립한다.

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2. 질량 보존의 법칙이 성립함을 증명하는 방법 제안

일단화학반응식부터....

베이킹소다 주성분인 탄산수소나트륨은 열분해가 됩니다. 이때 탄산나트륨과 이산화탄소와 물(뜨거우므로 처음에는 수증기)이 나오죠

탄산수소나트륨의 분자식은 NaHCO₃이고요.

NaHCO₃-> NaCO₃+ H₂O + CO₂

밀가루 : 부풀어 올라도 질량변화 없음.

설탕 : 변함 없음.

버터 : 변함 없음.

베이킹 소다 : NaHCO₃-> NaCO₃+ H₂O + CO₂: 열분해로 생긴 이산화탄소와 수증기로 인한 부피팽창으로 빵이 부풀면서 식감이 좋아진다.

대부분의 이산화탄소와 일부 수증기는 공기 속으로 날아간다. 만약 날아간 이산화탄소와 수증기를 포집한다면 "질량 보존의 법칙"이 성립한다.

** 이 두 개가 알려준 질문인데요, 빵을 만들 때에 질량보존의 법칙이 성립하죠? : 네.

혹시 이산화 탄소 발생 때문에 닫힌 공간에서 해야하나요? : 물론 증명하려면 닫힌 공간에서 해야하는데, 공간의 기압력이 증가하여 실제로 하면 위험합니다. 그래서 이론적으로만 생각해야 합니다.

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위의 경우가 화학변화가 일어나든, 물리변화가 일어나든 "질량보존의 법칙"이 성립한다는 한 가지 예가 됩니다.

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예) 2. 일정성분비의 법칙과 질량보존의 법칙을 함께 설면 드리겟습니다.

볼트(B) 1개의 질량이 2g, 너트(N) 1개의 질량이 1g일 때 화합물 B2N3에서 볼트와 너트의 질량비는 4:3 인 것은 아는데 이것이 왜인지 질량 보존 법칙과 일정 성분비 법칙을 사용하여 알려주세요 ㅜㅜ 이해하기 쉽게요 ,,,,,

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볼트(B) 1개의 질량이 2g, 너트(N) 1개의 질량이 1g일 때 화합물 B2N3에서 볼트와 너트의 질량비는 4:3 인 것은 아는데 이것이 왜인지 : B2N3 = 2B : 3N = 2g*2 : 1g*3 = 4g : 3g = 4 : 3 <<===== 일정 성분비 법칙입니다.

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질량 보존의 법칙===>>반응 전 2B = 4g, 3N = 3g <==합해서 7g

반응 후 B2N3 = 7g

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일정성분비의 법칙

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지금까지의 본인 답변한 것을 여러 개 올립니다. 이해 안 가는 점이 있으면 그 부분만 따로 찝어서 다시 1:1하세요.

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1. 산소와 결합하는 '연소'는 일정성분비의 법칙이 적용된다고 볼수 없나요?

**연소를 하게되면 연소재료에 따라 다르지만

보통..... CO2. CO, H2O, NO, NO2, SO3 ......등 여러가지 연소물질이 나오는데, 각 연소생성물의 종류는 다르지만, 그 성분비는 같아요. 예를 들어, CO2(이산화탄소)와 CO(일산화탄소)는 구성원소는 같으나, 각각의 성분원소의 비는 일정합니다.

즉 연소의 경우에도 일정성분비의 법칙을 벗어나는 경우는 없어요.

2. 일정 성분비의 법칙이 적용되지 않는 경우에는 어떤것들이 있나요?

**화학반응은 무조건 일정성분비의 법칙이 성립합니다.

화학변화가 아닌 혼합작용 등에는 일정성분비의 법칙이라는 용어가 아예 없습니다.

예를 들어, 물에 소금을 녹이는 경우, 물에 소금이 일정량 만큼만 녹지는 않아요.

또 탄산음료에 이산화탄소가 일정량만 녹는 게 아닌 것이 이의 예입니다^^

직 작

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다시 해석하여 찾아보니까,,,,

일정성분비란 2종류 이상의 원소가 결합하여 생성되는 화합물의 생성된 질량은 달라도 같은 종류의 화합물이라면 각 원소의 총질량비는 같다............ 이군요.

예를 들면 물은 H2O로 되어 있는데, 수소기체와 산소기체를 반응시켜 만든 물이 액체 상태이든 기체 상태(수증기)이든, 고체 상태(얼음)이든 간에,

생성된 물의 양은 달라도 수소질량비 : 산소질량비 = 1 : 8 로 같다는 말이군요.

예를 더 들어........ 물이 9g이라면 1g : 8g이고, 물이 72g이라면 수소질량 : 산소질량 = 8g : 64g이라는 말이군요.

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다시 님 질문으로 들어가 봅시다.

오늘 선생님께서 설명하시는데 일정성분비를 화학반응식에 있어서 계수. 즉 부피비로 설명하시더라고요. . .

그러니까 예를 들어서 산소와 수소가 반응해서 물분자를 생성하는데 산소와 수소는 2대 1 의 비로 반응한다고요. . <<ㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡ 님 선생님께서 설명을 하시면서 약간 착각을 하신 것 같습니다.

기체반응의 법칙 (기체 + 기체 ==>> 새로운 기체<기체가 생성되는 경우에만!!!>) : 온도/압력의 변화가 없다면

계수비가 바로 기체의 부피비가 됩니다.

예1.) 수소 + 산소 ==> 물(단 수증기 기체!) 2H2 + O2 ==> 2H2O .... 기체부피비 2 : 1 : 2

예2.) 질소 + 수소 ==> 암모니아 N2 + 3H2 ==> 2NH3 ...... 기체부피비 1 : 3 : 2

그런데 질량비로 하면 ..... H = 1, O=16, N = 14

2H2 + O2 ==> 2H2O 의 경우 .........

4 : 32 : 36 = 1 : 8 : 9 가 되니까.......... 어쨌든 1:8은 나오니까 잠깐 착각하셨네요. 저처럼요^^

<참고> N2 + 3H2 ==> 2NH3 의 경우........

28 : 6 : 34 = 14 : 3 : 17

그런데 교과서에 나와있는것도 그렇고 보니까 나오는것도 그렇고 일정성분비는 질량비 따지는거 아닌가요;; 왜 개수비로 설명하신걸까요. . . ㅠㅠ?? : 위에 보다시피 순간적 착각이시네요^^ 개수비가 일정하니까...

일정비율로 화학결합해얀다는 걸,,,,,,,,,, 일정성분비로 설명한 것 같네요^^

직작

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수소와 산소는 자연에서 대체적으로 질량이 상대적으로 1:16이 잖습니까 : 글치요^&^

그래서 H2O 라서 질량비가 1:8로 결합한다. : 글치요^&^

로 알고있는데 이중수소나 삼중수소같은 동위원소는 어떻게함?? : 이 때는 수소와 산소의 일반적인 화학변화의 예외로 치므로 일 단 다음 답변에서 보완합시다.

수소와 산소가 만나 수증기를 만들때 1:8은 개뿔이고

3:16 , 1:4, 3:8 세가지 경우가 더 나오는데

일정성분비의 법칙이 성립한다고 볼 수 있습니까?? : 사전에 이중수소나 삼중수소와 반응하였다고 미리 알려 주면 '일정성분비의 법칙이 성립한다'고 할 수 있는 것입니다.

수소뿐만 아니라 모든 원소들이 중성자수에 따라 질량이 달라지는데

질량보존의 법칙이야 당연히 맞는거지만

일정성분비의 법칙은 모순아닙니까?? : 위에 제 설명에 의하면 모순이 아닙니다.

학교에서는 아예 1:8이라고 외우라카던데...ㅋ : 이건 좀 문제가 있는 말씀입니다.

**단, '중수소나 삼중수소와의 반응이 없는 경우이다'를 추가 하거나,,, 전제돼 있다고 생각하라고 해야 맞습니다.^^

직 작

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질문 그대로 다음중 일정성분비의 법칙이 성립하는 것좀요

공기

소금물

산화은

물

이산화탄소

강철솜

5시까지좀제발;;

답변 :

화합물을 찾으면 되겠네요 : "네, 맞습니다."

그러므로 산화은, 물, 이산화탄소, 강철솜 이 되겠네요 : "아뇨, 오류가 있습니다.;;;; 오류= 강철솜은,,, 화합물이 아니죠;;;,,, 만약에 태워진 강철솜이라면,,, 산화철이 되므로 '일정성분비 법칙'이 성립합니다. 여기에서는, 태운 게 아니라서,,, 빼야겠네요^^."

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시험이 코앞이라 간단하고 쉽게 풀이좀..

1번그림

위 그림은 돌턴의 원자설 중에서 원자는 쪼개질 수 없다는 항목에 위배되었잖아요

2번그림

그런데 이 위의 그림은 아보가드로의 분자설을 적용해서 일정성분비법칙,기체반응의법칙,질량 보존에 법칙까지 다 맞잖아요

그러면 1번그림과 다르게 2번그림에서 원자들이 2개 모여있어서 (분자) 3가지 법칙에 위배되지 않았다는 건가요?

아그리고 기체반응의 법칙에서 반응 단어의 뜻이 우리가 실생활에서 주로 쓰는 뜻으로 쓰이나요??

제발 답변좀

답변 :

1번그림

위 그림은 돌턴의 원자설 중에서 원자는 쪼개질 수 없다는 항목에 위배되었잖아요

: 네 맞습니다^&^

2번그림

그런데 이 위의 그림은 아보가드로의 분자설을 적용해서 일정성분비법칙,기체반응의법칙,질량 보존에 법칙까지 다 맞잖아요 : 글치요^^

그러면 1번그림과 다르게 2번그림에서 원자들이 2개 모여있어서 (분자) 3가지 법칙에 위배되지 않았다는 건가요? : 원자들이 2개 모여있어서 그렇다고 하지 말고요,,,,, 원자 2(또는 몇 개)이 모여서 하나의 분자가 되어있어야 '기체반응의 법칙'이 추가로 성립한다는 것입니다.

즉 아래의 백과에 있다시피 .........

***돌턴이 원자설을 제안(=주장)한 이유 : '질량보존의 법칙' 과 '일정성분비의 법칙' 을 설명하기 위함임! 또,,,,,,,, 이 2 가지 법칙을 원자설로 충분히 설명이 됩니다.^^

***게이뤼삭이 발견한 '기체반응의 법칙'을.... 아보가드로가 가만히 생각해 보았어요. 그랬더니,,,, 님 1번 그림처럼 원자가 쪼개져야만 하니,, 돌턴의 원자설'에 위배(어긋)되어요. 그래서 아보가드로가 돌턴과 게이뤼삭의 주장을 둘다 만족하도록하는 가설을 제안하였는데, 바로 아래의 '분자설' 의 탄생입니다.

***분자설은 '기체반응의 법칙'을 설명하기 위해 태어났고 또 분자설이 확실히 맞는 주장입니다.

분자설의 탄생

돌턴이 질량 보존의 법칙과 일정성분비의 법칙을 설명하기 위해 원자설을 제안하였고, 그 후 1808년 게이뤼삭의 기체반응의 법칙을 발견하였다. 그런데 기체반응의 법칙을 돌턴의 원자설로 설명하는 것은 모순이 되었다. 따라서 새로운 가설이 필요하게 되었으며 아보가드로에 의해 '분자설'이 제안되었다.

ⅰ. 기체는 분자라는 입자로 이루어져 있다.

ⅱ. 분자는 원자 몇 개가 결합하여 이루어진 입자이다.

ⅲ. 모든 기체는 같은 온도와 압력에서, 같은 부피 속에 같은 개수의 분자를 포함한다.

이렇게 제안된 가설에 의해 기체반응의 법칙은 훌륭하게 설명되었고 이 가설이 사실로 확인되어 아보가드로의 법칙이 탄생하게 되었다.

분자설로 설명하는 암모니아 생성 모형

아래의 그림은 질소와 수소가 1:3 의 부피비로 반응하여 암모니아 2부피를 생성하는 모형이다.

1부피의 모형상자 안에 질소, 수소, 암모니아가 각각 3분자씩 그려져 있다. 이것은 분자설의 입장에서 기체가 몇 개의 원자로 결합된 분자라는 입자이며 같은 부피 내 기체의 종류에 관계없이 같은 수의 분자가 들어 있음을 설명하고 있으며 이 가설에 의해 기체반응의 법칙도 잘 나타내고 있다.

아보가드로의 법칙

아보가드로에 따르면 모든 기체는 온도와 압력이 같을 때 같은 부피 속에 같은 수의 분자가 들어 있다. 실제로 기체는 0℃, 1기압(표준상태)에서 기체 분자 1몰이 차지하는 부피는 기체의 종류에 관계없이 항상 22.4L를 차지한다. 여기에서 1몰이란 원자, 분자 및 이온과 같이 작은 수를 세는 단위로 6.02×1023을 말하며 이 수를 특히 아보가드로의 수라고 한다. 즉, 분자량이 2인 수소 기체나, 수소 분자량의 22배인 이산화탄소 기체 1몰의 부피는 같다는 것이다.

[출처] 분자설 [分子說, molecular hypothesis ] | 백과사전

아 그리고 기체반응의 법칙에서 반응 단어의 뜻이 우리가 실생활에서 주로 쓰는 뜻으로 쓰이나요??

*** 반응(反應) : 실생활에서나 과학에서나 '반응'의 한자나 단어는 같아요^^ 하지만 좀 달라요^^

과학에서의 반응은 '화학변화'를 의미합니다. 전혀 다른 성질의 물질로 바뀌는 변화입니다.

직작 & 백과

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모든 화학반응은 화학반응식으로 나타낼 수 있나요? : 그렇습니다.

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이유 : 모든 화학반응을 화학반응식으로 나타낼 수 있는 이유는 다음과 같다.

1. 질량보존의 법칙이 성립하기 때문이다.

2. 즉 화학반응을 하여도 원소의 종류가 바뀌지 않으니, 원자의 개수도 불변이기 때문이다.

3. 단지 원자의 재배열만이 일어나므로, 그 원자의 재배열 결과를 화학적으로 표현할 수 있기 때문이다.

4. 일정성분비의 법칙(모든 '법칙'이라고 붙은 용어는 절대불변의 진리일때만 붙임!)도 당연히 성립하므로, 모든 화학반응을 화학반응식으로 나타낼 수 있는 것이다.

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