글로벌 세계 대백과사전/수학·물리·화학·실험/화 학/가열에 의한 물질의 변화/연소와 산화

연소와 산화

산화와 질량의 변화

스틸 울을 공기 속에서 태우면 연소 후의 질량은 연소 전의 질량보다 증가한다. 일반적으로 금속이 연소했을 때는 생성한 산화물이 기체로 되어 공기 속으로 빠져 나가는 일이 없으므로, 화합한 산소의 질량만큼 연소 후의 금속의 질량이 증가했다고 생각된다. 그러나 일정량의 금속을 아무리 오랫동안 가열해도 그래프처럼 어떤 일정량 이상의 질량 증가는 볼 수 없다. 또, 같은 질량의 어떤 금속을 한쪽은 공기 속에서 연소시키고, 다른 쪽은 산소 속에서 연소시켜서 생성한 산화물의 질량을 측정해 보자. 산소 속에서 연소시킨 쪽이 심한 화학 변화를 일으켰으나, 각각의 증가한 질량은 공기 속에서나 산소 속에서나 같다는 것을 알 수 있다. 일정량의 금속을 가열하여 완전히 산화시켜 생성한 산화물의 질량을 측정하면 다음과 같이 그 금속과 화합한 산소의 질량을 구할 수 있다. (금속의 산화물의 질량) － (원래의 금속의 질량) =(화합한 산소의 질량) 이 식은 "화학 변화에 관계하는 모든 물질의 질량의 합은 화학 변화 전후에는 변함이 없다"고 하는 질량 보존의 법칙을 이용하여 구한 것이다. 스틸 울, 마그네슘, 구리 가루의 질량을 정확히 측정하여 공기 속에서 완전히 연소시킨 후에 생기는 산화물의 질량을 조사하는 실험을 반복하여, 화합한 산소의 질량을 측정해서 그래프로 만들면 앞의 그림처럼 된다. 이 그래프가 직선이 되는 데서 각 금속의 질량과 그것에 화합하는 산소의 질량은 비례한다는 것을 알 수 있다. 즉, 금속이 산소와 화합하여 산화물이 될 때는 금속과 산소가 각 금속에 특유한 어떤 일정한 질량의 비율로 화합한다고 할 수 있다. 예를 들면, 구리의 질량과 그것에 화합하는 산소의 질량과의 비율은 거의 4：1이 되며, 이 비율은 구리의 특유한 값이다. 이러한 관계는 금속과 산소가 화합하는 화학 변화 때 뿐만 아니라 다른 화학 변화에도 적용된다.

일정 성분비의 법칙

一定 成分比－法則 화학 변화의 결과 생기는 여러 가지 화합물에 대해서 조사해 보면 화합물 속에 함유되어 있는 성분 물질의 질량비는 항상 일정하다. 예를 들면, 산화구리에는 성분 물질로서 구리와 산소가 함유되어 있다. 또, 산화구리는 구리와 산소가 항상 4：1의 질량비로 화합하여 생긴 물질이다. 따라서, 어떤 산화구리나 그 성분 물질인 구리와 산소의 질량비는 4：1이라고 할 수 있다. 이와 같이, 같은 종류의 화합물 속에 함유되어 있는 성분 물질의 질량의 비율은 항상 일정하다. 이것을 일정 성분비의 법칙이라고 한다.