마그네슘 연소

1. Abstract & Instruction

1799년 프랑스의 화학자 프루스트는 인공적으로 만들어낸 탄산 구리 CuCO3의 자연에 존재하는 탄산구리와 똑같다는 사실을 실험적으로 알아냄으로써 `한 화합물을 구성하고 있는 원소 사이의 질량비는 항상 일정하다`는 일정 성분비의 법칙(law of definite proportions)을 발견하였다. 1) 이 법칙은 화학의 기초가 될 만큼 중요한 법칙이지만 나중에 베르톨레에 의해 이 법칙에 예외적인 것이 발견되기도 하였다. 그렇지만 그것은 매우 한정적이므로 그런 화합물을 베르톨리드화합물이라 따로 명칭하면서 일정성분비의 법칙은 화학의 핵심적인 자리를 잡을수 있게 되었다.
이번 실험은 마그네슘의 연소 반응을 통해 바로 이 일정 성분비의 법칙을 알아보려는 것이다. 마그네슘을 태우면 산화마그네슘이 생성되고, 반응식은 다음과 같다.
반응 전과 반응 중간, 반응 후 각각 마그네슘과 결합하는 산소의 양을 측정하여 마그네슘과 반응하는 산소의 당량을 결정하고 산화마그네슘을 이루는 마그네슘과 산소의 질량비는 일정함을 보이는 것이 이번 실험의 목적이다.

2. Materials & Method

< Materils>
M…(생략)

3. 도가니에 Mg turning 약 0.1g을 넣고, 무게를 다시 측정한다. 그 다음 뚜껑을 닫고 토치로 가열을 시작한다. (이 때 불꽃이 너무 약하면 도가니에 그을음이 많이 생기게 되어 오차가 생길 수 있다. 그을음을 최소화하려면 센 불꽃에 가열하는 것이 좋다.)

4. 대략 1~2분 후 소량의 공기가 도가니 내에 들어가도록, 조심해서 도가니 집게로 뚜껑을 들어 준다. (마그네슘이 곧 빨갛게 되거나 또는 갑자기 불꽃이 날 수도 있는데, 이 불꽃은 뚜껑을 다시 닫으면 꺼지게 된다.) 이와 같은 방법으로 주기적으로 (약 30초 정도) 공기가 도가니 내에 들어가도록 한다. 그리고, 되도록 불꽃이나 흰 연기가 생기지 않도록 한다.

5. 뚜껑을 열었을 때 마그네슘이 더 이상 빨갛게 되지 않으면 연소가 끝난 것이다. 이 때의 시간을 기록해 두고, 가열을 중단한 후 도가니를 식힌다. (15 - 20분소요.)