[양초] 구리판을 겉불꽃과 속불꽃에서 가열하는 실험 ★

[양초] 구리판을 겉불꽃과 속불꽃에서 가열하는 실험

겉불꽃과 속불꽃의 산화-환원 반응

 

 

 

▶ 겉불꽃 속에 붉은색의 구리 조각을 넣으면

구리 조각이 산화되어 검은색의 산화 구리(II)로 변하고,

속불꽃 속에 산화 구리(II)를 넣으면

검은색의 산화 구리(II)가 붉은색의 구리로 환원된다.

 

 

 

 

▶ 연한 푸른빛을 내는 양초의 겉불꽃은

공기와 닿는 곳이어서 산소의 공급이 충분하여

산화 작용이 강하므로, ‘산화 불꽃’이라고 한다.

 

> 겉불꽃 속에 Cu 조각을 넣으면,

Cu 조각이 산화되어 검은색의 CuO로 변한다.

2Cu + O2 → 2CuO

 

> 산화되는 물질: Cu (Cu의 산화수는 0에서 +2로 증가.)

> 환원되는 물질: O2 (O의 산화수는 0에서 –2로 감소.)

 

 

 

▶ 달구어진 탄소 알갱이 때문에

주황색의 밝은 빛을 내는 양초의 속불꽃은

공기와 닿는 곳이 적어서 산소의 공급이 충분하지 못하다.

산화되려는 탄소가 다른 산화물의 산소를 빼앗는

환원 작용이 강하므로, ‘환원 불꽃’이라고 한다.

 

> 속불꽃 속에 검은색의 CuO를 넣으면,

달구어진 C에 의해 환원되어 붉은색의 Cu로 되돌아간다.

2CuO + C → 2Cu + CO2

( 참고: redox balance https://ywpop.tistory.com/9815 )

 

> 산화되는 물질: C (C의 산화수는 0에서 +4로 증가.)

> 환원되는 물질: CuO (Cu의 산화수는 +2에서 0으로 감소.)

 

 

 

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> 어떤 교재에서는

알코올 램프의 속불꽃에서도

위와 같은 반응이 일어난다고 설명.

 

> 속불꽃은 겉불꽃보다

산소의 공급이 충분하지 않아서

알코올이 불완전 연소되는데,

이 때문에 연소되지 않은 탄소가 존재.

 

 

 

 

[참고] 알코올 램프의 속불꽃에서 일어나는 산화-환원 반응

> CuO의 환원 반응

CuO + CO → Cu + CO2

---> CO는 CO2로 산화.

---> CuO는 Cu로 환원.

( 참고 https://ywpop.tistory.com/19575 )

 

> 산화되는 물질: CO (C의 산화수는 +2에서 +4로 증가.)

> 환원되는 물질: CuO (Cu의 산화수는 +2에서 0으로 감소.)

 

> Cu보다 CO가 산소와의 반응성이 더 좋다.

이 때문에 CO + O → CO2

 

> 만약 CO보다 Cu가 산소와의 반응성이 더 좋다면,

이미 갖고있는 산소(CuO의 O)를 CO에게 빼앗기지 않았을 것이다.

 

> CO는 금속 산화물의 산소를 잘 빼앗는 강력한 환원제이다.

예) Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2

( 참고: 철의 제련 https://ywpop.tistory.com/4368 )

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/470670 ]

산화-환원과 산소의 이동. CuO + C → Cu + CO2

 

 

 

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