무기화학에서 자주 헷갈리는 두 기체가 있다.
바로 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO₂)다.
둘 다 질소와 산소로 이루어진 기체이지만, 제조 방법, 색, 반응성, 물에 대한 성질, 포집법이 모두 다르기 때문에 확실히 구분해야 한다.
NO와 NO₂의 제조법 (구리 + 질산)
산화질소는 묽은 질산 또는 진한 질산에 구리를 넣어 반응시켜 만든다.
산화력이 큰 질산이 Cu를 강제로 산화시키면서 산화질소가 생성된다.
1. 묽은 질산(HNO₃) + Cu → NO 생성
묽다 = 산소 수가 적다 → 산소 1개 → NO
반응식 : 3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O
생성 기체 : 무색 일산화질소(NO)
2. 진한 질산(HNO₃) + Cu → NO₂ 생성
진하다 = 산소가 많다 → 산소 2개 → NO₂
반응식 : Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O
생성 기체 : 적갈색 이산화질소(NO₂)
▶ 즉, 묽 → NO, 진 → NO₂
(이 규칙은 시험에서 매우 자주 묻는다.)
산화성 비교
■ NO
산소와 반응한다.
반응식 : 2NO + O₂ → 2NO₂
공기 중 O₂와 만나면 NO₂로 산화된다. → 무색이 공기 중에서 적갈색으로 변한다.
■ NO₂
공기 중 산소와 추가 반응하지 않는다.
이미 산소가 충분히 결합된 산화 상태이기 때문이다.
물과의 반응 차이
■ NO
물에 녹지 않는다.
■ NO₂
물과 반응하여 질산(HNO₃) + 아질산(HNO₂)을 생성한다.
대표 반응식 : 3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO↑
→ NO₂는 물과 접촉하면 산을 만든다.
※ 시험 단골
포집 방법(기체 모으는 법)
포집법은 공기와의 반응 여부, 물에 대한 용해성, 기체의 상대적 밀도로 결정한다.
(1) NO의 포집
- 산소와 반응함 → 공기와 접촉하면 안 됨
- 물에 녹지 않음 → 물 속은 가능
따라서 수상치환(물 속) 포집을 사용한다.
(2) NO₂의 포집
- 산소와 반응하지 않음 (공기와 접촉 가능)
- 물과 격렬히 반응 → 수상치환 ❌
- 공기보다 무겁다 (분자량 46 > 공기 약 29) → 아래로 모인다
따라서 하방치환으로 포집한다.
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