침전 반응과 용해도 규칙

대학교 비전공자 수준에서 볼용성 여부를 판단하는 기준은 아래 표만 가지고도 대부분 해결 할 수 있다.

무조건 녹는다.	NH4+, NO3-, CH3COOH-, 알칼리 금속	예외 없음
	Cl-, Br-, I-	예외 : Ag+, Hg22+, Pb2+
	SO42-	예외 : Sr2+, Ba2+, Hg2+, Pb2+
무조건 침전된다.	S2-, OH-	예외 : Ca2+, Sr2+, Ba2+
	CO32-, PO43-

일반 화학 교재에 있는 표를 보기만 쉽게 정리한 것이다. 간소화 된 만큼 덜 상세하고 덜 정확하다. 하지만 문제를 풀기엔 충분하다. 예외가 없는 것 부터 암기를 하고 예외가 있는 것들을 살펴 보자. CO₃^2-, PO₄^3-는 무조건 침전된다고 했지만 예외가 없는 건 아니다. 무조건 녹는 것에 해당되는 화합물과 결합될 경우엔 녹게 되는 것이다.

그리고 Sr²⁺, Ba²⁺를 주의 깊게 봐야한다. 박쥐같은 놈들이다. 무조건 녹는 화합물과 결합될 경우 침전시키는 예외를 발생시키고, 무조건 침전되는 화합물과 결합 될 경우엔 녹여 버린다. 시험에 자주 나오는 결합물이다.

그럼 위 표를 이용해서 몇 가지 화합물이 녹는지 안 녹는지 판별 해 보자. 시간 관계상 아래 첨자, 위 첨자 처리는 생략하였다. 그리고 일부 화합물의 전하도 생략하였다. 관용적으로 이해할 수 있을 거라 믿는다.

1. MgBr2

Mg는 용해도 규칙에서 별 해당사항이 없다. 그런데 Br은 몇몇 예외를 제외하곤 무조건 녹는 화합물에 해당한다. 고로 녹는다.

2. PbI2

I는 무조건 녹는 화합물에 해당하지만 Ag, Hg, Pb는 예외라고 했다. 그러므로 침전된다.

3. (NH4)2CO3

NH4는 무조건 녹는다. 예외 없다고 했다. 그러므로 녹는다.

4. Sr(OH)2

OH는 무조건 침전되는 화합물에 해당하지만 Sr는 예외 중 하나이다. 고로 녹는다!

5. ZnSO4

SO4는 무조건 녹는다고 했다. Zn은 예외 화합물이 아니다. 녹는다.

6. AgI

I는 무조건 녹는 화합물이지만 Ag와 결합될 경우는 예외다. 안녹는다.

7. Na2CO3

알칼리 금속과의 화합물은 무조건 녹는다고 했다. 화학적으로 정확한 표현은 아니다. 사실 알칼리 금속과 결합하여 녹지 않는 화합물도 있지만 그런 화합물들은 규칙성은 없고, 몇몇 규칙성이 있는 화합물들과의 결합에서는 항상 녹기 때문에 그렇게 적어 놓은 것이다. 만약 당신의 교수가 "알 수 없다" 가 답인 문제도 낸다면 이 포스팅은 신뢰하지 말길 바란다.

여튼 대부분의 용해도 결정 문제에선 알칼리 금속과 결합된 화합물은 녹는다고 보면 된다. 이 화합물도 마찬가지. 녹는다.

8. BaCl2

Cl과의 화합물은 녹는다. Ba는 예외가 아니다. 즉 녹는다.

9. Al(OH)3

OH는 침전된다.

10. Zn(CH3COO)2

CH3COO는 예외없이 무조건 녹는다.

11. Na2CO3 + AgNO3

일단 물에 녹으면 다 해리되거나 이온화 된다고 생각하고 분리 시킨다. Na+, CO32-, Ag+, NO3- 로 분리 되고, 이 중 침전 될 수 있는 결합이 나온다면 그건 무조건 침전 된다고 보면 된다. Na+와 NO3-는 예외 없이 녹는 화합물을 형성한다. CO32-는 몇몇 특별한 경우를 제외하곤 무조건 침전된다. Ag+는 특별한 경우가 아니다. 즉 Ag와 CO32-는 침전물을 형성한다. 전하를 맞추면 Ag2CO3가 될 것이다. 화학 반응식을 완성하면

Na2CO3(aq) + AgNO3(aq) -> NaNO3(aq) + Ag2CO3(s) 라고 적자니 균형이 안맞는다.

Na2CO3(aq) + 2AgNO3(aq) -> 2NaNO3(aq) + Ag2CO3(s) 가 정답

12. NaNO3 + NiSO4

Na+, NO3-, Ni2+, SO42- 로 분리된다. Na 결합물은 무조건 녹는다. NO3 결합물도 무조건 녹는다. 즉 침전물이 생길게 없다. 

13. 라벨이 없는 병에 AgNO3, CaCl2, Al2(SO4)3 중 하나가 담겨 있는데 뭔지 모른다. 누군가가 일부를 덜어서 Ba(NO3)2와 NaCl 용액으로 처리를 해보자고 하였다. 이것이 무슨 의미가 있는가?

Ba, Sr을 주목 하라고 했었다. 일부 결합물을 녹이기도 하고 침전 시키기도 한다. 그 중 SO4는 원래 녹는 화합물을 형성하지만 Ba과 결합 하였을때는 예외다. 즉 Ba(NO3)2를 사용하면 용액이 Al2(SO4)3 인지 아닌지 판별 가능하다.

그리고 Cl은 무조건 녹는 화합물을 형성하지만 Ag와 결합했을 때는 예외다. 즉 NaCl용액으로 이 용액이 AgNO3인지 아닌지 판별 가능하다. 즉 두 용액을 처리해 봤을 때 반응이 없다면 CaCl2 용액일 것이다.

* 문제의 일부는 Pearson 일반화학 12판에서 발최하였습니다.