라부아지에(Lavoisier). 질량 보존의 법칙과 연소

라부아지에(Lavoisier). 질량 보존의 법칙과 연소

- 프랑스 화학자. 근대 화학의 아버지

 

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▶ 참고: 제2장 원자, 분자, 이온. 목차

[ https://ywpop.tistory.com/15185 ]

▶ 참고: 질량 보존의 법칙

[ https://ywpop.tistory.com/16676 ]

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[그림] Antoine-Laurent de Lavoisier (French: 26 August 1743 ~ 8 May 1794).

 

 

 

 

▶ 연소란? 연소의 정의

어떤 물질이 공기 중의 산소와 화합하는 것 ... 이라고 라부아지에가 정의함.

예) C(s) + O2(g) → CO2(g)

 

 

 

▶ 연소의 정의에 따라, 모든 연소반응은 산화-환원 반응이다.

( 추가 설명 https://ywpop.tistory.com/22494 )

( 참고: 산화-환원 반응 https://ywpop.tistory.com/6525 )

 

즉, 연소반응은 산화-환원 반응에 포함된다.

연소반응에서 연료는 산화되고, 산소는 환원된다.

( 참고: CH4의 연소 https://ywpop.tistory.com/4257 )

 

 

 

▶ 연소 반응의 예

1) coal: C + O2 → CO2

2) rocket fuel (liquid H2): 2H2 + O2 → 2H2O

3) acetylene gas: 2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O

( 참고: 화학 반응의 종류 https://ywpop.tistory.com/3364 )

 

 

 

 

▶ 질량 보존의 법칙

(닫힌계에서) 화학 반응 전(C + O2)과 후(CO2)의 질량의 총합은 같다.

 

C + O2 → CO2

(12) + (32) = (44)

 

 

 

▶ 질량 보존의 법칙에 따라,

화학 반응 전(C + O2)과 후(CO2)의 원자의 개수는 같다.

 

C + O2 → CO2

> 반응 전 C 원자의 개수 = 1 = 반응 후 C 원자의 개수

> 반응 전 O 원자의 개수 = 2 = 반응 후 O 원자의 개수

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/3902 ] 미정계수법

 

 

 

 

 

[그림] Le laboratoire de Lavoisier. 라부아지에의 실험실.

Musée des Arts et Métiers. Museum of Arts and Crafts.

( 참고 https://en.wikipedia.org/wiki/Mus%C3%A9e_des_Arts_et_M%C3%A9tiers )

 

 

 

 

N2 + O2 → 2NO 반응은 연소 반응인가?

 

[1] 연소 반응의 고전적 정의

라부아지에의 “고전적 정의”를 기준으로 본다면,

N2 + O2 → 2NO 반응은 연소 반응이다.

---> 질소가 산소와 결합하여 산화물을 생성하는 과정이므로,

라부아지에의 관점에서는 명백한 연소(산화) 반응이다.

 

 

 

[2] 연소 반응의 현대적(공학적) 정의

▶ 라부아지에의 정의 + “발열 반응”

---> 반응이 일어날 때 열(and/or 빛)을 방출해야 한다.

 

 

N2 + O2 → 2NO 반응은 흡열 반응이므로,

“현대적(공학적) 정의”를 기준으로 본다면,

N2 + O2 → 2NO 반응은 연소 반응이 아니다.

 

 

 

 

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