이 실험 소개
화학 반응에서 원자는 생성되거나 소멸하지 않고 재배열될 뿐입니다. 반응을 선택하고 각 화학식 앞의 계수를 바꿔 보면서 분자 모델과 원자 수가 어떻게 변하는지 살펴보세요. 양쪽에 각 원소의 원자 수가 같으면 화학 반응식의 균형이 맞습니다. 물을 만드는 반응부터 프로판을 태우는 반응까지 10가지 반응을 통해 쉬운 것부터 시작해 차근차근 배울 수 있습니다.
학습 목표
- 화학 반응식에서 양쪽의 각 원자 종류별 수가 같아야 하는 이유를 설명하세요
- 화학식에서 계수와 아래 첨자의 차이를 설명하세요
- 계수를 조정해 반응식의 균형을 맞추고 가장 작은 정수비로 나타내세요
- 균형이 맞는 반응식을 질량 보존과 연결하세요
사용 방법
- 1반응 1부터 시작하세요. 원자 수 표시에서 양쪽의 수소 원자와 산소 원자 수를 세어 보세요.
- 2더하기 버튼과 빼기 버튼으로 계수를 한 번에 하나씩 바꾸면서 어떤 행이 초록색으로 바뀌는지 확인하세요.
- 3모든 행이 초록색이 되면 계수 전체를 같은 수로 나눌 수 없는지 확인하세요.
- 4반응물과 생성물의 질량을 비교한 다음 다음 반응으로 넘어가세요.
모델
가정
- 각 계수는 1부터 9까지의 정수입니다. 계수가 1이면 반응식에 쓰지 않습니다.
- 분자 모형은 각 화학식에 어떤 원자가 들어 있는지 보여 줍니다. 이온 화합물과 금속은 실제 격자 구조가 아니라 하나의 화학식 단위로 그려져 있습니다.
- 표준 상대 원자량을 사용하고 각 계수가 해당 몰수라고 가정하여 질량을 계산합니다.
수업에서 해 보기
- Q1H₂ + O₂ → H₂O를 H₂ + O₂ → H₂O₂로 바꾸는 방식으로는 왜 반응식의 균형을 맞출 수 없을까요?
- Q2메테인을 연소시킬 때 어떤 원소를 마지막에 맞추는 것이 가장 쉽고, 그 이유는 무엇인가요?
- Q3철이 산소와 반응할 때는 계수를 4, 3, 2로 해야 합니다. 먼저 2, 1.5, 1을 시도하면 왜 도움이 되나요?
- Q4물의 반응식 계수를 4, 2, 4로 해 보세요. 균형이 맞나요? 화학자들은 왜 여전히 2, 1, 2를 선호할까요?
자주 묻는 질문
화학식의 작은 숫자를 바꿔도 되나요?
아니요. 아래첨자는 그 물질이 무엇인지 나타냅니다. H₂O는 물이지만 H₂O₂는 과산화수소입니다. 앞에 붙는 계수만 바꿀 수 있습니다.
반응식을 빠르게 맞추는 전략이 있나요?
먼저 양쪽에서 각각 한 가지 물질에만 나타나는 원소의 균형을 맞추세요. 수소와 산소는 거의 마지막까지 남겨 두고, O₂처럼 단독으로 존재하는 원소는 마지막에 맞추세요.
반응식이 균형을 이룰 때만 질량이 일치하는 이유는 무엇인가요?
질량은 원자에서 비롯됩니다. 왼쪽의 모든 원자가 오른쪽에도 나타난다면 전체 질량은 같아야 합니다. 이것이 질량 보존 법칙입니다.