기체 반응의 법칙

기체 반응의 법칙

기체 반응의 법칙(Law of Gaseous Reaction) 또는 게이뤼삭의 법칙(Gay-Lussac's law)은 기체 사이의 화학 반응에서, 같은 온도와 같은 압력에서 그 부피를 측정했을 때 반응하는 기체와 생성되는 기체 사이에는 간단한 정수비가 성립한다는 법칙이다. 1805년 조제프 루이 게이뤼삭이 발견하였으며, 게이뤼삭의 법칙이라고도 한다.

원자론의 모순

19세기 때에는 분자의 존재가 아직 알려지지 않았기 때문에 기체 반응의 법칙을 원자 모형으로 설명할 수가 없었다. 예를 들어, 수소와 산소가 반응하면 수증기가 만들어지는데, 이때의 정수비는 2 : 1 : 2이다. 이것을 만족시키기 위해 원자 모형으로 설명하면 반응식이 2H + O → 2HO_½가 되어서 산소 원자가 쪼개지기 때문에 돌턴의 원자설에 위배되어 설명을 할 수가 없다.

분자의 존재

1811년 아보가드로가 분자설을 주장함으로써 기체 반응의 법칙이 성립하게 되는데, 분자 모형으로 설명하면 수소와 산소가 반응하여 수증기가 되는 반응은 다음과 같이 된다. 이때도 역시 정수비는 2 : 1 : 2가 된다. 그러면 반응식은 2H₂ + O₂ → 2(H₂O)로 되어서 원자 모형으로 설명을 할 수 없었던 기체 반응의 법칙이 분자 모형으로 성립하게 된다.

여러 가지 기체 반응

분자로 설명할 때

1. 염화수소의 반응 : Cl₂ + H₂ → 2HCl
2. 수증기의 반응 : 2H₂ + O₂ → 2H₂O
3. 암모니아의 반응 : 3H₂ + N₂ → 2NH₃

원자로 설명할 때(1/2는 쪼갰다는 뜻)

1. 염화수소의 반응 : Cl + H → 2H_1/2Cl_1/2
2. 수증기의 반응 : 2H + O → 2H_2/2O_1/2
3. 암모니아의 반응 : 3H + N → 2N_1/2H_3/2