산화-환원 반응의 이해. Cu + 2Ag^+ → 2Ag + Cu^2+

산화-환원 반응의 이해. Cu + 2Ag^+ → 2Ag + Cu^2+

산화-환원 반응의 이해. 2Ag^+ + Cu → 2Ag + Cu^2+

 

 

1. 금속이 수용액에서 전자 몇 개를 잃는지는 어떻게 아나요? 외워야하나요?

 

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기본적으로는 주기율표를 보면 알 수 있습니다.

1A족 알칼리금속이면, 전자 1개를 잃고 +1,

2A족 알칼리토금속이면, 전자 2개를 잃고 +2가 됩니다.

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4841 )

 

나머지 금속(대부분 전이금속)은 조금 복잡한데,

바닥상태 원자가전자 전자배치를 봐야 압니다.

 

 

예를 들어, Cu의 전자배치를 보면,

[Ar] 3d^10 4s^1

인데, 얼핏 보면 4s^1 전자 1개를 잃고 +1가 양이온이 될 것 같은데,

아래 반응에서처럼 전자 2개를 잃고 +2가 양이온이 됩니다.

 

물론 CuCl처럼 +1 양이온이 될 수도 있으나,

Cu는 대부분 화합물에서 +2가 양이온이 됩니다.

이것은 Cu가 전이금속이기 때문인데,

더 이상 설명은 화학1 범위를 많이 벗어나기 때문에 생략하겠습니다.

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2844 )

 

 

이렇기 때문에 이걸 모두 외울 수는 없습니다.

그래서 예제, 연습문제에 자주 나오는 금속 위주로

이온 전하를 외워두는 수밖에 없습니다.

 

 

 

 

2. 질산은(AgNO3) 수용액에 구리(Cu) 선을 넣은 후 변화에서

Cu → Cu^2+ + 2e^-

Ag^+ + e^- → Ag

가 되어서, 전체 반응이

Cu + 2Ag^+ → 2Ag + Cu^2+

되는데, 왜 이 반응에서 Ag^+ 이온은 전자를 받나요?

 

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이 반응에서 구리는 전자를 내놓고, 은은 전자를 받습니다.

즉 구리는 산화되고, 은은 환원됩니다.

 

이것은 금속마다 산화되려는 경향성이 다르기 때문인데,

만약 산화되려는 경향성이 큰 금속과 작은 금속이 만나면,

큰 금속은 산화되고, 작은 금속은 환원됩니다.

이것을 금속의 활동도 계열(= 이온화 경향)이라고 합니다.

( 참고: 활동도 계열 https://ywpop.tistory.com/3195 )

 

Cu의 활동도 계열(서열)이 Ag보다 높기 때문에,

만약 Cu와 Ag가 만나면, Ag는 전자를 받아서 환원됩니다.

 

 

구리선 표면에서 전자를 잃고 얻는 반응이 일어나기 때문에,

구리선 표면에 은 이온이 금속으로 환원되어 석출됩니다.

( 관련 글 https://ywpop.tistory.com/3841 )

 

 

 

 

3. 그리고 위에 식은 알짜 이온 반응식이잖아요.

NO3^- 이온을 넣어서 어떻게 만드나요?

 

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분자 반응식으로 나타내면,

Cu(s) + 2AgNO3(aq) → 2Ag(s) + Cu(NO3)2(aq)

 

이온 반응식으로 나타내면,

Cu(s) + 2Ag^+(aq) + 2NO3^-(aq) → 2Ag(s) + Cu^2+(aq) + 2NO3^-(aq)

( 참고: 분자반응식 → 알짜이온반응식 https://ywpop.tistory.com/2523 )

 

 

> 산화 반쪽 반응식: Cu → Cu^2+ + 2e^-

> 환원 반쪽 반응식: 2Ag^+ + 2e^- → 2Ag

( 주고받은 전자 수는 같다. )

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.blogspot.com/2023/12/cu-agno3-cuno32-ag.html ]

눈대중으로 반응식 완성하기. Cu + AgNO3 → Cu(NO3)2 + Ag

 

 

 

[참고] redox balance. Zn + AgNO3 → Zn(NO3)2 + Ag

Zn(s) + 2Ag^+(aq) → Zn^2+(aq) + 2Ag(s)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/9462 )

 

 

 

[키워드] redox Cu + 2AgNO3, redox 2AgNO3 + Cu, redox Cu + AgNO3, redox AgNO3 + Cu, redox Cu + Ag^+, redox Ag^+ + Cu