검게 변한 구리 그릇을 식초와 소금 섞은 물로 닦으면 다시 반짝거린다고 합니다. 산화 구리가 아세트산과 반응하여 제거되는 과정을 설명해 주세요.

Question

검게 변한 구리 그릇을 식초와 소금 섞은 물로 닦으면 다시 반짝거린다고 합니다. 산화 구리가 아세트산과 반응하여 제거되는 과정을 화학 반응의 종류(산-염기 또는 산화-환원)를 판별하여 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

구리 그릇이 검게 변하는 것은 표면에 산화 구리(CuO)가 형성되었기 때문입니다. 이 산화 구리는 아세트산과 반응하여 물에 잘 녹는 구리(II) 아세테이트로 바뀌면서 제거됩니다. 따라서 식초와 소금을 섞은 용액으로 닦으면 산화 구리가 용해되어 사라지고, 그 아래에 있던 금속 구리 표면이 다시 드러나 반짝이게 됩니다.

이 과정은 기본적으로 산화 구리라는 염기성 산화물이 산과 반응하여 염과 물을 만드는 산-염기 반응의 성격을 띱니다. 다만 소금 속의 염화 이온이 구리 이온과 착물을 형성하거나 구리 금속이 일부 산화되는 부반응이 일어날 수 있어, 부분적으로 산화-환원 반응도 개입할 수 있습니다. 그러나 주된 메커니즘은 산화 구리가 아세트산에 의해 녹아 없어지는 산-염기 반응이라고 설명할 수 있습니다.

결국 식초와 소금물로 닦으면 산화 구리가 화학적으로 제거되어 구리 본래의 광택이 되살아나는 것입니다.

Answer 2

안녕하세요.

구리 그릇이 검게 변하는 이유는 공기 중에 오래 노출되면서 표면의 구리가 산소와 반응하여 검은색의 산화 구리를 형성하기 때문인데요, 이때 식초의 주성분인 아세트산과 소금을 섞은 용액으로 닦아주면 산화 구리가 화학적으로 제거되면서 금속 광택이 다시 드러나게 되는 것입니다. 우선 산화 구리와 아세트산 사이의 반응이 핵심이라고 할 수 있습니다. 산화 구리는 염기성 산화물의 성질을 가지므로 산인 아세트산과 만나면 중화 반응이 일어나는데요, 이 과정에서 산화 구리는 아세트산과 반응하여 수용성 물질인 구리 아세트산염으로 바뀌고, 동시에 물이 생성됩니다. 이 반응은 전자의 이동은 수반하지 않는 산-염기 반응에 해당하는데요, 즉 산화구리는 염기처럼 작용하고 아세트산은 산으로 작용하여 서로 중화되는 과정이라고 보시면 되겠습니다.

소금은 앞선 산염기 반응이 더 잘 일어나도록 보조 해주는 효과가 있습니다. 염화 이온은 구리 이온과 결합하여 착이온을 형성하거나 용해도를 증가시키기 때문에, 표면의 산화 구리가 더 쉽게 떨어져 나가도록 돕습니다. 또한 이온의 이동이 활발해져 반응 속도도 빨라지는 것입니다. 감사합니다.