고1 통합과학 3단원 정리

1. 지구의 역사를 바꾼 화학 반응

 

1 - 1. 태초에 광합성이 있었다

이산화탄소 + 물 → 포도당 + 산소

6CO₂ ​+ 6H₂​O → C₂​H₁₂​O₆ ​+ 6O₂

 

원시 지구에 광합성을 하는 생물이 출현, 대기가 변화함.

대기에 산소가 출현, 오존층의 생성

물속에서 살던 생물이 육지로 올라오고, 다양하게 진화함.​

 

1 - 2. 그리고 호흡도 있었다

포도당이 이산화탄소로 산화, 산소가 물로 환원

 

포도당 + 산소 → 이산화탄소 + 물 + 에너지

 

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 12H₂O + Energy

 

 

1 - 3. 화석 연료의 연소 

화석연료는 보통 탄소와 수소가 주 성분인데, ex) 천연가스, 석유, 석탄

화석 연료 + 산소의 반응으로 많은 열과 이산화탄소 발생, 열이 에너지원으로 사용됨.

 

1 - 4. 철의 제련 

자연 상태에서 산화철( 철 + 산소 ) 상태이던 철 원석에서 산소를 제거한다

코크스 + 산소 → 일산화탄소

2C + O₂ → 2CO

일산화탄소가 생성되면 산화철과 반응해 산화 환원 반응이 일어난다

Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂

 

Fe2O3( 산화철 )은 2Fe가 되면서 산소를 잃어 환원되고,

3CO( 일산화탄소 )는 산소 한개를 획득함으로써 이산화탄소로 산화.

 

그 이외의 산화반응을 따지자면, 

사과의 갈변 / 음식물의 부패 / 손난로 / 반딧불이  / 색이 변하는 렌즈 / 불꽃놀이 등등...

 

2. 산소의 이동에 의한 산화 - 환원 반응 :

산화 =  물질이 산소를 얻는 반응 ( 산소 + -화 )

환원 = 물질이 산소를 잃는 반응 ( 산소를 되돌려준다 )

 

2CuO + C → 2Cu + CO₂

여기서 탄소 C는 CO2가 되면서 산소를 획득, 이산화( O * 2 ) 탄소로 산화되고,

산화구리 2CuO는 산소를 잃고 2Cu가 되면서 환원됨.

 

실험 반응

 

산화 구리 + 탄소를 넣고 시험관을 가열하고, 석회수를 관찰하기

석회수가 뿌옇게 흐려지고, 붉은색 고체 가루가 시험관에 생성된다.

 

= 석회수는 생성된 이산화탄소를 만났고, 붉은색 가루인 구리가 생성된 것을 알 수 있음.

 

구리판의 가열 - 

구리판을 겉불꽃에 넣으면 산소가 충분하니까 산화해서 검은색으로 변하고 질량 증가 (+ 산소의 질량만큼), 

검게 된 구리판을 다시 속불꽃에 넣으면 

 

 

3. 전자의 이동에 의한 산화 - 환원 반응 

 

물질이 전자를 잃어 산화할 때: Mg → Mg²⁺ + 2-

물질이 전자를 얻어 환원될 때: Cu²⁺ + 2- → Cu

 

질산 은 수용액과 구리의 반응 -

Cu는 전자를 잃고 Cu²⁺ 가 되어 산화되어 용액에 녹아들어가고,

질산 은 수용액 속의 Ag⁺은 전자를 얻어 환원된 상태로 석출된다.

2. 산과 염기

 

산 : 물에 녹아 수소 이온을 내놓는 물질 ( H+ )

염산(HCl), 황산(H₂SO₄), 아세트산(CH₃COOH), 탄산(), 질산() 등등

메테인 제외!

신맛 / 금속반응 → 수소 / 탄산칼슘과 반응 → 이산화탄소 / 리트머스 푸->붉 / 물에 녹아 이온화, 수용액 전기 전도성

 

염기 :물에 녹아 수산화 이온을 내뱉는 물질 (OH-)

수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 수산화칼슘(CA(OH)₂), 암모니아() 등등

(암모니아는 물에 녹으면 수산화 이온을 생성한다)

쓴맛 / 금속 무반응 / 단백질을 녹여 만지면 미끈 / 리트머스 붉 -> 푸 / 물에 녹아 이온화, 수용액 전기 전도성

 

알코올은 산 또는 염기도 아님!

(물에 녹아도 둘 다 내뱉지 않음)