게시판 > 질답게시판 > 금속의 이온화 경향성 문의 드립니다.

스테파노 Stefano

18-10-22 10:35

A1) 양이온교환 수지의 경우, 양이온이 수지 내의 [H] 위치에 결합하면서 H+가 떨어져 나오도록 하는 경향이 어느 정도 강한가로부터 선택성 순위가 결정되는데 이는 이온교환수지와의 결합력(친화력)에 의해 결정된다고 봅니다.

금속의 이온화 경향성은 금속원자가 0가로 머물러 있는 것이 안전한가, 산화되어 +이온 상태로 되려는 경향이 강한가를 나타내는 데 이는 금속이온의 최 외곽 전자가 어느 정도 쉽게 떨어져 나가 산화된 상태 혹은 이온화된 상태로 되는가를 지표로 합니다. 따라서 금속의 이온화 경향성은 어느 것이 먼저 산화상태로 변하기가 쉬운가로 알 수 있습니다. 이 값은 ORP 산화-환원 전압값으로 비교할 수 있는데 2가 이상의 원자가를 가지는 원소의 경우 배출하는 전자의 순서에 따라서도 다릅니다. 금속의 이온화 경향성은 이중 첫번째 전자만으로 평가하는 순서이지요.

반면, 이온교환수지의 경우, 모두 일단 이온화 되어 있는 금속들이 경쟁적으로 이온교환수지의 Acid Center에 어느 정도 강하게 결합하여 달라 붙으려 하는 경향이 있느냐의 차이로 "선택성"을 판가름 하는데, 어느 것이 반응후 더 화학적으로 안정한 물질을 만들려는가로 평가하는 것이라서 1가 이온보다 2가 3가 이온의 금속들이 더 강한 결합력을 나타내고 열역학적으로 저 에너저지 수준으로 안정화 되려는 경향이 있다면 그 이온의 선택성이 높다고 보는 것이지요. 손하나만으로 붙들고 있는 것 보다는 두개 세개로 붙드는 것이 전체 결합력만으로 보면 후자가 더 강한셈이라고 보는 것이 이해하기 쉬울 것입니다.

A2) NaOH와 HCN의 반응은 일단 중화반응이기 때문에 반응이 진행되는데 왜냐하면 중화반응에 의해 생성되는 H2O의 에너지수준이 아주아주 낮기 때문입니다. 그러나 반응이 되어 생성된 NaCN은 생성된 물 속에서 고체상태로 존재하려는 경향보다는 Na+와 CN-이온상태로 조재하려는 경향이 높습니다. 물 속에서 고체상태보다 각각의 이온상태로 머무르는 편이 에너지 수준이 낮기 때문이지요.

A2-1) 이온상태는 고체물질처럼 원자가 결정격자 안에 머물러 있는 상태가 아니라 수용액 상태에서 용해된 후 양이온과 음이온 각각의 상태로 떠돌아 다닐 수 있는 상태를 말합니다. 소금물의 경우 물과 Na이온 염소이온이 함께 존재합니다. 순수 NaCl은 상온에서 고체인데 물에 넣으면 용해되고 용해되면서 거의 동시에 Na+ 와 Cl- 이온으로 각각의 "이온화"가 일어납니다.

NaCl은 강산인 HCl과 강알카리인 NaOH가 반응하여 생성된 염이기 때문에 묽은 물에 거의 100% 이온상태로 존재합니다. 그러나 농도가 점점 진해지면 일부는 이온들이 NaCl 결정을 형성하면서 가라앉기 시작합니다. 결정속의 Na와 Cl은 결정격자(Cystal)내에서 구속되어 제자리에서 발만 구를 뿐(?) 움직이지 않습니다. Na+와 Cl-은 이온상태이고 결정격자내의 결합이 이온결합니기는 하지만 "용해되 상태"는 아니지요.

한편, NaOH(강염기)와 CH3COOH(약산)의 반응으로 생성되는 CH3COONa(초산나트륨) 결정의 경우 물에 넣어주면 "용해"는 되지만 100% "이온화" 되지는 않습니다. 어느 정도는 CH3COO- 이온과 Na+이온으로 이온화 되지만 나머지는 CH3COONa
분자상태로 물속에 남아 있게 됩니다.

참고로.. 완전히 이온화 되지는 않는다는 이야기이지요. 약산, 약염기에 의해 생성되는 염들의 경우 물에 용해되어 이온화되는 경향을 수치로 나타낸 값이 "용해도적(Solubility Product)"이라 하는데 이는 양이온 농도와 음이온 농도를 곱한 값입니다. 이 값이 크면 물에서 "잘 녹는다(용해된다)"는 것은 아니고 용해된 후 "이온화가 잘 될 뿐만 아니라 용해될 수 있는 최대 농도가 어떻다"라는 뜻입니다. 용해와 이온화의 차이점을 이해하는데 도움이 되는 이야기 이지요.

A1) 양이온교환 수지의 경우,  양이온이 수지 내의  [H] 위치에 결합하면서 H+가 떨어져 나오도록 하는 경향이 어느 정도 강한가로부터 선택성 순위가 결정되는데 이는 이온교환수지와의 결합력(친화력)에 의해 결정된다고 봅니다.

금속의 이온화 경향성은 금속원자가 0가로 머물러 있는 것이 안전한가,  산화되어 +이온 상태로 되려는 경향이 강한가를 나타내는 데 이는 금속이온의 최 외곽 전자가 어느 정도 쉽게 떨어져 나가 산화된 상태 혹은 이온화된 상태로 되는가를 지표로 합니다.  따라서 금속의 이온화 경향성은 어느 것이 먼저 산화상태로 변하기가 쉬운가로 알 수 있습니다.  이 값은 ORP 산화-환원 전압값으로 비교할 수 있는데 2가 이상의 원자가를 가지는 원소의 경우 배출하는 전자의 순서에 따라서도 다릅니다.  금속의 이온화 경향성은 이중 첫번째 전자만으로 평가하는 순서이지요.

반면, 이온교환수지의 경우, 모두 일단 이온화 되어 있는 금속들이 경쟁적으로 이온교환수지의 Acid Center에 어느 정도 강하게 결합하여 달라 붙으려 하는 경향이 있느냐의 차이로 "선택성"을 판가름 하는데, 어느 것이 반응후 더 화학적으로 안정한 물질을 만들려는가로 평가하는 것이라서 1가 이온보다 2가 3가 이온의 금속들이 더 강한 결합력을 나타내고 열역학적으로 저 에너저지 수준으로 안정화 되려는 경향이 있다면 그 이온의 선택성이 높다고 보는 것이지요.   손하나만으로 붙들고 있는 것 보다는 두개 세개로 붙드는 것이 전체 결합력만으로 보면 후자가 더 강한셈이라고 보는 것이 이해하기 쉬울 것입니다.

A2) NaOH와 HCN의 반응은 일단 중화반응이기 때문에 반응이 진행되는데 왜냐하면 중화반응에 의해 생성되는 H2O의 에너지수준이 아주아주 낮기 때문입니다.    그러나 반응이 되어 생성된 NaCN은 생성된 물 속에서 고체상태로 존재하려는 경향보다는 Na+와 CN-이온상태로 조재하려는 경향이 높습니다.   물 속에서 고체상태보다 각각의 이온상태로 머무르는 편이 에너지 수준이 낮기 때문이지요.

A2-1) 이온상태는 고체물질처럼 원자가 결정격자 안에 머물러 있는 상태가 아니라 수용액 상태에서 용해된 후  양이온과 음이온 각각의 상태로 떠돌아 다닐 수 있는 상태를 말합니다.    소금물의 경우 물과 Na이온 염소이온이 함께 존재합니다.  순수 NaCl은 상온에서 고체인데 물에 넣으면 용해되고 용해되면서 거의 동시에 Na+ 와 Cl- 이온으로 각각의 "이온화"가 일어납니다.

NaCl은 강산인 HCl과 강알카리인 NaOH가 반응하여 생성된 염이기 때문에 묽은 물에 거의 100% 이온상태로 존재합니다.  그러나 농도가 점점 진해지면 일부는 이온들이 NaCl 결정을 형성하면서 가라앉기 시작합니다.   결정속의 Na와 Cl은 결정격자(Cystal)내에서 구속되어 제자리에서 발만 구를 뿐(?) 움직이지 않습니다.  Na+와 Cl-은 이온상태이고 결정격자내의 결합이 이온결합니기는 하지만 "용해되 상태"는 아니지요.

한편,  NaOH(강염기)와 CH3COOH(약산)의 반응으로 생성되는 CH3COONa(초산나트륨) 결정의 경우 물에 넣어주면 "용해"는 되지만 100% "이온화" 되지는 않습니다.   어느 정도는  CH3COO-  이온과  Na+이온으로 이온화 되지만 나머지는 CH3COONa       
분자상태로 물속에 남아 있게 됩니다.

참고로.. 완전히 이온화 되지는 않는다는 이야기이지요.   약산, 약염기에 의해 생성되는 염들의 경우 물에 용해되어 이온화되는 경향을 수치로 나타낸 값이 "용해도적(Solubility Product)"이라 하는데 이는 양이온 농도와 음이온 농도를 곱한 값입니다.  이 값이 크면 물에서 "잘 녹는다(용해된다)"는 것은 아니고 용해된 후 "이온화가 잘 될 뿐만 아니라 용해될 수 있는 최대 농도가 어떻다"라는 뜻입니다.   용해와 이온화의 차이점을 이해하는데 도움이 되는 이야기 이지요.

thermo thermo9798

18-10-23 15:52

감사합니다. :-) 스테파노님 설명은 항상 이해가 쏙쏙됩니다.

여러 예시도 같이 말씀해주셔서 감사합니다.