일정 성분비 법칙

Law of Definite Proportions

화합물은 어디서 만들든 성분 원소의 질량비가 항상 일정하다는 것이 일정 성분비 법칙이에요. 물(H₂O)은 수소와 산소가 질량비 1:8, 산화구리(CuO)는 구리와 산소가 4:1처럼 레시피가 고정되어 있어요. 정해진 비율보다 많이 넣은 물질은 반응하지 못하고 남아서, 남는 질량을 묻는 문제가 자주 나와요. 이 페이지에서는 구리 질량을 바꿔 가며 산화구리 생성과 남은 물질이 어떻게 달라지는지 살펴봐요.

화합물은 항상 같은 비율로 결합한다

🧩 직관: 항상 같은 레시피

①물(H₂O)은 항상 수소 2개 + 산소 1개

②어디에서 만들든, 누가 만들든 비율은 똑같다

③이것이 일정 성분비 법칙: 프루스트가 발견

구리 질량16 g

남는 물질은 어떻게 되나?

🔍 반응하지 못한 물질

①구리 16g + 산소 4g → 산화구리 20g (딱 맞음!)

②구리 24g + 산소 4g → 산화구리 20g + 남은 구리 8g

③일정 비율 이상의 물질은 반응하지 않고 남는다

④시험에서 '남은 물질의 질량'을 묻는 문제가 자주 출제!

총정리

일정 성분비 법칙

화합물의 성분 원소 질량비 = 항상 일정

예: CuO에서 Cu:O = 4:1 (질량비)

물의 성분비

H₂O → H : O = 1 : 8 (질량비)

수소 1g + 산소 8g → 물 9g

🎯 시험 포인트

①일정 성분비 = 화합물의 성분 원소 질량비가 항상 일정

②물 H₂O: 수소:산소 = 1:8 (질량비)

③산화구리 CuO: 구리:산소 = 4:1

④비율 이상 넣은 물질은 반응 안 하고 남음

⑤그래프에서 꺾이는 점 = 완전 반응점

예제와 단원평가

예제 1

산화구리(CuO)에서 구리와 산소는 항상 질량비 4 : 1로 결합한다. 구리 16 g을 완전히 반응시키려면 산소 몇 g이 필요하며, 생성되는 산화구리는 몇 g인가?

Cu : O = 4 : 1이므로 구리 16 g에 필요한 산소 = 16 ÷ 4 = 4 g.

생성되는 산화구리 = 16 g + 4 g = 20 g (질량 보존).

▸ 산소 4 g 필요 / 산화구리 20 g 생성

일정 성분비 법칙에 따라 화합물의 성분 원소 질량비는 항상 일정하다.

예제 2

구리 24 g과 산소 4 g을 섞어 반응시켰다. 산화구리는 몇 g 생기고, 어떤 물질이 몇 g 남는가? (Cu : O = 4 : 1)

산소 4 g과 반응하는 구리는 4 × 4 = 16 g뿐이므로, 산화구리 = 16 + 4 = 20 g이 생긴다.

넣은 구리 24 g 중 16 g만 반응하므로 구리 24 − 16 = 8 g이 반응하지 않고 남는다.

▸ 산화구리 20 g 생성 / 구리 8 g이 남음

정해진 비율을 넘는 물질은 반응하지 못하고 그대로 남는다.

단원평가 유형

일정 성분비 법칙에 대한 설명으로 옳은 것은?

①화합물의 성분 원소 질량비는 만드는 방법에 따라 달라진다

②물(H₂O)에서 수소와 산소의 질량비는 1 : 8이다

③정해진 비율보다 많이 넣은 물질도 모두 반응한다

④일정 성분비 법칙은 혼합물에서도 성립한다

⑤산화구리에서 구리와 산소의 질량비는 1 : 4이다

▸ ② 물(H₂O)에서 수소와 산소의 질량비는 1 : 8이다

화합물의 성분 원소 질량비는 항상 일정하고(①X), 정해진 비율을 넘는 물질은 반응하지 못하고 남는다(③X).

일정 성분비 법칙은 화합물에서만 성립하며 혼합물은 비율이 일정하지 않고(④X), 산화구리에서 Cu : O = 4 : 1이다(⑤X). 물에서 H : O = 1 : 8이다(②O).