산화(oxidation)와 환원(reduction)은 물질 간의 전자 이동에 의하여 발생하는 반응입니다. 산소를 얻고 잃음을 기준으로 하여 산화와 환원을 구별하는데 초점을 맞추었지만, 지금은 아래와 같이 다양하게 표현됩니다. · 산화: 산소 얻음 | 산화수* 증가 | 전자 잃음 · 환원: 산소 잃음 | 산화수 감소 | 전자 얻음 *[참고] Oxidation number(산화수) 위와 같이, 산화 환원반응은 서로 반대되는 반응이며, 동시에 발생합니다 (산화 또는 환원 하나의 반응만 발생하지 않음). 따라서, 두 반응을 redox 한 단어로 줄여 말하기도 합니다. 산화-환원 반응들 중, 대표적인 반응으로 갈바닉 반응(galvanic reaction)이 있습니다. 이 블로그에 소개된 습식제련(hydrometa..

산화수(oxidation number)는 산화-환원 반응에서 전자의 이동을 확인하기 위하여 사용되는 개념 중 하나입니다. 산화수는 하나의 물질(분자, 화합물 등)에서 전자의 교환이 완전히 일어났다고 가정하였을 때, 특정한 원자가 가지는 전하수입니다. 산화수를 구하는데는 아래와 같이 몇 가지 규칙이 있습니다. - 원소의 산화수는 0: H2, O2 등 원소의 산화수는 0- - 단일 원자 이온의 산화수는 이온가(valency) - 1족 원소(알칼리 금속)의 산화수는 +1, 2족 원소(알칼리 토금속)의 산화수는 +2 - 화합물에서 보통의 산소(O)의 산화수는 -2이며, 과산화물(H2O2 등)에서는 산소는 -1의 산화수를 가짐 - 중성 분자에서 모든 원소의 산화수 합계는 0* *위의 규칙처럼 우선 배정되거나, 절..

pH와 pOH 계산법에서 알 수 있듯이, pH를 결정하는 것은 수소이온의 농도([H+]) 혹은 수산화이온의 농도([OH-])입니다. 따라서, 흔히 우리가 알고있는 산, 염기의 화학식을 본다면 수소이온이나 수산화이온을 포함하고 있습니다. 대표적으로 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 아세트산(CH3COOH) 등이 있습니다. 이들은 물 등 용매에 용해되어 이들 이온을 내놓고 용액을 산성화 혹은 알칼리화 시킵니다. 하지만, 어떤 특정 산이 동일한 양의 수소이온을 포함하고 있다해서, 이들이 동일한 산도 혹은 pH를 나타내는 것은 아닙니다. 각 산은 크게 강산 혹은 약산으로 나뉠 수 있는데, 이는 산의 해리(acid dissociation)과 관련이 있습니다. 산의 해리: Acid dissociation 위에서..

갈바닉 반응은 전기화학적 반응(electrochemical reaction)의 하나로, 아래의 그림과 같이 서로 다른 금속 두 개 이상이 접촉하는 상태에서 전해액(물 등)이 존재할 때 발생합니다. 일상생활에서 가장 흔히 접할 수 있는 현상은 부식(corrosion)이며, 이는 이탈리아의 과학자 Luigi Galvani의 이름을 따서 명명되었습니다. 갈바닉 계열: Galvanic series 언제나 모든 현상에는 이유가 존재합니다. 앞서 언급되었던 갈바닉 반응의 발생 조건인 "서로 다른 두 개의 금속"은 각각 서로 다른 전위(electrical potential)를 가지기에 각각은 음극(cathode)과 양극(anode)의 역할을 하게 됩니다. 이 때, 특정 금속이 다른 금속과 전해액 속에 함께 존재할 때..

침출은 침출제와 광석들의 반응을 통해, 유용한 금속과 때로는 불순물을 함께 용액으로 녹여내는 과정입니다. 이 과정에서 각각의 입자들이 어떻게 반응을 하는지와 그 반응의 속도를 나타내는데는 다양한 모델들이 있습니다. 이 모델들은 유체(fluid)와 입자(particle) 간의 반응에 해당되며, 반응과 결과는 아래와 같이 분류할 수 있을 것입니다. ·A(fliud) + B(solid) → fluid products ·A(fliud) + B(solid) → solid products (ex. 배소(roasting), 가소(calcination)) ·A(fliud) + B(solid) → fluid and solid products (ex. 광석의 침출) 이들의 반응과 반응의 속도 모델을 통해 구해지는 속도상수..

일반적으로 온도가 높으면 화학반응이 더 빨리 진행되는 것은 상식입니다. 이러한 사실을 아레니우스는 반응 속도상수(k)를 이용하여 활성화에너지(activation energy)를 구하고, 이를 통해 반응이 물리적 혹은 화학적인 요소에 대해 어떠한 영향을 받는지 예측할 수 있습니다. 앞서 언급되었듯, 아레니우스 식은 반응 속도상수(k)와 온도의 관계를 나타내는 실험식으로, 아래와 같이 표시할 수 있습니다. k: 반응 속도상수 A: 화학반응에 대한 상수(빈도인자) EA: 활성화에너지 R: 기체상수 T: 절대온도 위의 식과 같이, k의 측정값에 로그를 취하여 1/T에 대해 그래프를 작성하면 아래와 같이 직선을 얻을 수 있습니다. 작성된 그래프의 직선 기울기로부터 활성화에너지의 값을, y절편의 값으로부터 빈도인자..