산과 염기 4-1

산과 염기의 여러가지 정의를 알아보도록 하자.

 

-아레니우스 정의

산:물에 녹아 H⁺를 내놓음 (HCl,HNO₃,H₂SO₄...)

염기:물에 녹아 OH^-를 내놓음 (NaOH,LiOH,KOH...)

여기서 산에는 꼭 H가,염기에는 꼭 OH가 포함되어 있어야 한다는 것을 알 수 있다.

	산	염기
공통점	물에 녹아 전류를 흐르게 함
차이점	금속과 반응하고 신맛이 남	단백질을 녹이고 쓴맛이 남

<아레니우스 정의의 한계>

1.아레니우스 산이면서 H⁺가 포함되어 있지 않거나 아레니우스 염기면서 OH^-가 포함되어 있지 않은 경우가 많음

ex)

NH₃+H₂O->NH₄⁺ +OH^-

NH₃은 아레니우스 염기인데 OH^-를 포함하고 있지 않다.

 

2.수용액이 포함되지 않는 반응은 설명불가

NH₃(g)+H₂O(g)->NH₄Cl(s)

 

3.양쪽성물질 존재

ex)H₂O

 

-브뢴스테드-로우리(BL) 정의

산:H⁺주개

염기:H⁺받개

HCl+H₂O->H₃O⁺+Cl^-(H₂O가 B-L 염기)

NH₃+H₂O->NH₄⁺+Cl^-(H₂O가 B-L 산)

짝산-짝염기에 대하여

CH₃COOH+H₂O->CH₃COO^-+H₃O⁺

여기서 CH₃COOH와 CH₃COO^-,H₂O와 H₃O⁺가 짝산-짝염기 관계

만일 짝염기가 안정하다면 짝산이 강산일 확률이 높다.

왜냐하면 짝염기가 안정하다는 것은 짝산->짝염기의 과정이 잘 일어날거라고 볼 수 있기 때문이다.

B-L 산염기분류

1)가수

산:HCl(1가 산),H₂SO₄(2가 산),H₃PO₄(3가 산)

염기:NaOH(1가 염기),Ca(OH)₂(2가 염기),Al(OH)₃(3가 염기)

 

2)이온화도(a)(세기에 따른 분류)

a≒1이면 강산 또는 강염기

a≪0.05이면 약산 또는 약염기

 

3)평형상수(K)

aA+bB->cC+dD K=[A]^a[B]^b/[C]^c[D]^d

K가 클수록 반응물은 적고 생성물은 많다.

HA+H₂O->H₃O⁺+A^-

Ka가 클수록 HA가 잘 반응한다는 것이니,산의 세기가 세다는 것을 알 수 있다.

마찬가지로 Kb가 클수록 염기의 세기가 세다.

 

-루이스 정의

산:비공유전자쌍 받개(electron poor)

염기:비공유전자쌍 주개(electron rich)

※배위결합반응

두 원자가 공유결합을 할 때 결합에 관여하는 전자가 형식적으로 한 쪽 원자에서만 제공되어 결합된 경우를 말한다.

옥텟규칙을 만족하지 못하는 BF3에 NH3가 배위결합

+)

pH	낮다--------------------------------------------------->높다
	빨강	분홍	보라	청록	녹색