금속의 반응성 계열: 순서, 표, 암기법
반응성 계열은 금속이 물, 산과 반응하는 방식을 바탕으로 반응성이 큰 금속부터 작은 금속까지 순서를 매긴 것입니다. 치환 반응을 예측하고 각 금속을 광석에서 얻는 방법을 설명할 때 쓰세요.
암기법(영어): Please Send Lions, Cats, Monkeys And Cute Zebras Into Hot Countries Signed Gordon.
계열의 순서
반응성이 큰 것부터 작은 것 순으로 칼륨, 나트륨, 리튬, 칼슘, 마그네슘, 알루미늄, 탄소, 아연, 철, 주석, 납, 수소, 구리, 은, 금, 백금입니다. 탄소와 수소는 기준점으로 포함된 비금속입니다. 영어 암기법 Please Send Lions, Cats, Monkeys And Cute Zebras Into Hot Countries Signed Gordon은 주요 원소를 다루지만 주석, 납, 백금은 빠져 있습니다.
읽는 법
각 원소 옆의 설명은 그 원소가 어떻게 행동하는지 알려 줍니다. 칼륨, 나트륨, 리튬, 칼슘은 찬물과 반응하며 칼륨은 격렬하게 반응합니다. 더 아래의 금속은 수증기나 산이 있어야 반응하고, 구리, 은, 금, 백금은 묽은 산에서 수소를 전혀 내놓지 않습니다. 알루미늄은 표면을 얇고 단단한 산화 알루미늄 층이 보호하기 때문에 반응성이 없어 보이는 경우가 많습니다.
계열이 예측하는 것
치환: 반응성이 더 큰 금속은 덜 반응하는 금속을 그 화합물 용액에서 치환합니다. 파란 황산 구리(II) 용액에 아연을 넣으면 파란색이 옅어지면서 아연이 구리로 덮입니다: Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu. 황산 아연 용액에 구리를 넣으면 아무 일도 없습니다. 구리가 아연보다 아래에 있기 때문입니다.
산: 수소보다 위에 있는 금속은 염산 같은 묽은 산과 반응해 염과 수소 기체를 만듭니다. 예를 들면 Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂입니다. 제련: 철, 납처럼 탄소보다 아래에 있는 금속은 산화물을 탄소와 함께 가열해 얻을 수 있고, 알루미늄처럼 탄소보다 위에 있는 금속은 전기 분해로 얻습니다.
풀이 예시
철 못은 황산 구리(II) 용액과 반응할까요? 철이 구리보다 위에 있으므로 반응합니다: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu. 못은 붉은 갈색의 구리 막으로 덮입니다. 은은 묽은 염산과 반응할까요? 은은 수소보다 아래에 있으므로 수소가 생기지 않고 눈에 보이는 변화도 없습니다.
자주 묻는 질문
반응성 계열에서 가장 반응성이 큰 금속은 무엇인가요?
이 계열에서는 칼륨이 가장 반응성이 큰 금속입니다. 찬물과 격렬하게 반응하고 나오는 수소에 불이 붙습니다. 1족 아래쪽의 루비듐과 세슘은 더 반응성이 크지만 학교에서는 거의 사용하지 않습니다.
반응성 계열에 탄소와 수소가 있는 이유는 무엇인가요?
금속이 아니라 기준점입니다. 탄소는 어떤 금속 산화물을 탄소와 함께 가열해 환원할 수 있는지 보여 주고, 수소는 어떤 금속이 묽은 산에서 수소 기체를 내놓는지 보여 줍니다.
치환 반응이란 무엇인가요?
반응성이 더 큰 원소가 화합물 속의 덜 반응하는 원소 자리를 차지하는 반응입니다. 예를 들어 마그네슘은 황산 구리(II) 용액에서 구리를 치환합니다: Mg + CuSO₄ → MgSO₄ + Cu.