아연과 황산구리의 반응. Zn + CuSO4 ★

아연과 황산구리의 반응. Zn + CuSO4

Zn(s) + CuSO4(aq) → ZnSO4(aq) + Cu(s)

 

 

황산구리(II) 수용액에 아연판을 넣었더니

아연판 표면에 구리가 석출되었다.

 

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▶ 금속의 이온화 경향(서열), 반응성: Zn > Cu

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3195 )

 

 

 

 

분자 반응식을

Zn(s) + CuSO4(aq) → ZnSO4(aq) + Cu(s)

 

알짜 이온 반응식으로 나타내면,

Zn(s) + Cu^2+(aq) → Zn^2+(aq) + Cu(s)

 

Zn은 산화되었고, (산화수 0에서 +2로 증가) (Zn은 환원제)

Cu^2+는 환원되었다. (산화수 +2에서 0으로 감소) (Cu^2+는 산화제)

( 아연은 산화되고, 구리 이온은 환원된다. )

 

 

 

 

 

 

> 산화 반쪽 반응: Zn(s) → Zn^2+(aq) + 2e^-

> 환원 반쪽 반응: Cu^2+(aq) + 2e^- → Cu(s)

( 이동한 전자의 몰수 = 2 mol )

---> 아연이 내놓은 전자를 구리 이온이 받는다.

---> 전자는 아연에서 구리 이온으로 이동한다.

 

 

 

 

반응이 진행될수록, 구리 이온이 금속으로 환원되기 때문에,

수용액의 푸른색은 점점 옅어진다.

( 황산구리 수용액이 푸른색인 이유는 구리 이온 때문이다. )

( 즉, 구리 이온의 색깔이 푸른색이다. )

 

 

 

 

[ 동영상 https://youtu.be/6NrE6TZ8Fzw?t=40 ]

 

 

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Q1. 황산구리 수용액에 아연판을 넣으면 수용액 속 양이온의 수는?

Zn(s) + Cu^2+(aq) → Zn^2+(aq) + Cu(s)

Zn : Cu^2+ = 1 : 1 계수비(몰수비) 이므로, 양이온의 수는 변하지 않는다.

 

 

수용액 속 구리 이온의 수는 감소하고,

아연 이온의 수는 증가한다.

 

 

 

 

Q2. 아연판의 질량은 증가할까? 감소할까?

Zn의 몰질량 = 65.38 g/mol

Cu의 몰질량 = 63.55 g/mol

아연판은 용해되고, 환원된 구리는 아연판에 달라붙는데,

아연의 몰질량이 더 크기 때문에, 아연판의 질량은 감소한다.

 

 

아연판 표면에 구리가 석출되면서

아연판 질량은 감소한다.

 

 

 

 

Q3. 용액의 밀도는 증가할까? 감소할까?

밀도 = 질량 / 부피 이므로,

부피가 일정하다고 가정하면,

이온화된 아연의 몰질량이 더 크기 때문에,

용액의 밀도는 증가한다.

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/9730 ] 황산구리(II) 수용액과 아연판의 산화-환원

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/9865 ] CuSO4의 산화수

 

 

 

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