금속의 활동도 계열. Activity Series of Metals ★

금속의 활동도 계열. Activity Series of Metals

Reactivity Series of Metals

 

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▶ 참고: 제4장 수용액 반응. 목차

[ https://ywpop.tistory.com/15191 ]

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[그림] 금속의 활동도 계열.

> 도표에서 가장 산화가 잘 되는 물질은 Li. Li은 반응성이 가장 높은 물질.

> 도표에서 가장 산화가 안 되는 물질은 Au. Au는 반응성이 가장 낮은 물질.

 

[참고] Ag와 Hg의 순서는 대학 일반화학 교재에서는 Ag > Hg 로 나오고,

인터넷에서 검색하면 Hg > Ag 로 나오므로, 각자의 교재에서 확인해 볼 것.

 

 

▶ MCMURRY 일반화학 6판

[TABLE 4.5] A Partial Activity Series of the Elements

Cu > Ag > Hg > Pt > Au

 

 

▶ Brown외 일반화학 13판

[Table 4.5] Activity Series of Metals in Aqueous Solution

Cu > Ag > Hg > Pt > Au

 

 

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▶ 금속의 산화 용이성을 나열한 도표

 

 

▶ 전기화학적 실험 결과를 정리한 것 (이론적으로 설명 불가)

( 참고: 금속의 활동도 계열과 피파 순위 https://ywpop.tistory.com/12557 )

( 참고: 표준 수소 전극 https://ywpop.tistory.com/8305 )

 

 

▶ 어떤 금속을 산 수용액 또는 금속 염 수용액에 넣었을 때,

반응이 일어날지 여부는 활동도 계열 도표를 보고 예측할 수 있다.

 

 

▶ 예를 들어, A 금속으로 이루어진 염(AX) 수용액에 어떤 B 금속을 넣었을 때,

AX(aq) + B(s) →

① 반응이 일어났다, 어떤 변화가 관찰되었다.

---> A보다 B의 반응성이 더 크다.

---> B가 활동도 서열이 더 높다. B가 이온화 경향성이 더 크다.

② 반응이 일어나지 않았다, 어떤 변화도 관찰되지 않았다.

---> B보다 A의 반응성이 더 크다.

---> A가 활동도 서열이 더 높다. A가 이온화 경향성이 더 크다.

 

 

 

 

Q) Ag 금속을 Cu(NO3)2 수용액에 넣으면 어떻게 될까?

A) 아무 변화도 일어나지 않는다.

 

 

반응형

 

 

▶ 도표의 위쪽에 있는 금속(Li, K)은 쉽게 산화하기 때문에,

⇨ 활성 금속 (active metal)

 

 

▶ 아래쪽에 있는 금속(Ag 이하 Pt, Au)은 잘 반응하지(변하지) 않기 때문에,

⇨ 귀금속 (noble metal)

( 화학에서 noble은 비활성, 즉 반응성이 거의 없다는 뜻임. cf.: noble gas )

 

 

▶ 활성 금속은 화학적으로 불안정하기 때문에 (또는 반응성이 높기 때문에),

자연 상태에서 대부분 화합물 형태로 존재한다.

 

 

▶ 귀금속은 화학적으로 안정하기 때문에 (또는 반응성이 낮기 때문에),

자연 상태에서도 안정적으로 원소 상태로 존재한다.

 

 

 

▶ 이와 비슷한 개념

⇨ 금속의 이온화 경향(서열)

 

외우는 방법: 칼카나마 / 알아철 / 니주납 (수소) 구수은백금

K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe >

Ni > Sn > Pb > (H) > Cu > Ag > Hg > Pt > Au

( 단, 고등학교 교재에서는 Hg > Ag 순서임 )

 

 

 

[그림] ionization tendency of metal.

 

 

 

 

[참고]

금속은 누구라도 이온으로 존재하고 싶어 합니다.

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2904 )

 

이 때문에 다툼이 있을 수 있기에,

조물주가 각 금속마다 서열을 매겨 주었습니다.

( 어떤 기준으로 서열을 정했는지는 오로지 조물주만 암. )

이것이 “금속의 이온화 서열(= 경향)”입니다.

 

 

어떤 금속과 다른 금속 이온이 만났을 때

금속의 서열이 더 높으면 그 금속은 이온이 될 수 있고,

( 이때 상대방 금속 이온은 금속으로 환원됩니다. )

이온의 서열이 더 높으면 그 이온은 계속 이온으로 존재할 수 있습니다.

( 이럴 경우, 아무런 변화가 일어나지 않습니다. )

 

 

예를 들어, Mg^2+ 이온과 Al 금속이 만나면,

서열이 Mg > Al 이므로,

Mg^2+ 이온은 그대로 이온 상태를 유지합니다.

( 화학 반응 일어나지 않음. 변화 없음. )

 

 

 

 

[금속의 이온전하(산화수). 금속의 이온식]

K^+

Ca^2+

Na^+

Mg^2+

Al^3+

Zn^2+

Fe^2+, Fe^3+

Ni^2+, Ni^3+

Sn^2+, Sn^4+

Pb^2+, Pb^4+

(H)

Cu^+, Cu^2+

Hg^+, Hg^2+

Ag^+

Pt^2+, Pt^4+

Au^+, Au^3+

( 참고: 주기율표 암기 https://ywpop.tistory.com/4841 )

( 참고: 전이금속의 산화수 https://ywpop.tistory.com/2959 )

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/8014 ] 금속과 묽은 염산의 반응 여부는 어떻게 판단하는가?

 

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[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/7027 ] [도표] 표준환원전위

 

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oxidizing power and reducing power. 산화력 환원력. 산화능 환원능

 

 

 

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