산과 염기는 무엇입니까?

산과 염기가 무엇인지, 그 특성, 지표 및 예를 설명합니다. 또한, 중화반응이란 무엇인가?


pH가 7보다 작은 물질은 산이고 pH가 7보다 큰 물질은 염기입니다.

산과 염기는 무엇입니까?

산은 양성자 (H + ) 를 다른 화학 물질에 포기할 수 있는 화학 물질 입니다 . 염기 는 다른 화학 물질로부터 양성자(H + ) 를 포획할 수 있는 화학 물질입니다 .

그러나 산과 염기가 무엇인지 설명하는 두 가지 기본 이론이 있습니다. 바로 Arrhenius 이론과 Brönsted-Lowry 이론입니다.

아레니우스의 이론에 따르면:

산은 수용액에서 양성자(H + ) 를 내놓는 물질이다 . 즉, 물에 용해되면 다음과 같은 대표적인 반응 에 따라 이온으로 해리되는 중성 물질입니다.

예: 염산(HCl)

염기는 수용액에서 OH – 이온을 내놓는 물질입니다 . 예: 수산화나트륨(NaOH)

이 이론에 따르면 이러한 화합물은 수용액에서만 정의되고 다른 매체에서는 정의되지 않기 때문에 한계가 있습니다. 또한 염기인 암모니아(NH 3 ) 등의 화합물에 대해서는 설명하지 않으나 , 그 조성에 OH- 가 없기 때문에 아레니우스 염기의 정의에 부합하지 않는다.

이 모든 것을 위해서는 산과 염기의 개념을 더 잘 설명하는 새로운 이론이 필요했습니다. 그래서 나중에 Brönsted와 Lowry는 Arrhenius의 원리를 포함하지만 수용액에만 적용되는 것이 아니라 훨씬 더 광범위한 새로운 이론을 개발했습니다.

Brönsted-Lowry 이론에 따르면:

이 이론에 따르면, 산은 다른 화학 물질에 양성자(H + ) 를 포기할 수 있는 화학 물질 이고, 염기는 다른 화학 물질에서 양성자(H + ) 를 포획할 수 있는 화학 물질입니다 .

이 이론에 따르면, 산-염기 반응은 다음과 같이 표현될 수 있는 평형입니다.

HA는 H + 양성자를 포기하고 A – 로 남아 있기 때문에 산처럼 행동합니다 . 반면에 B는 H + 양성자를 포획하여 HB + 가 되므로 염기처럼 행동합니다 .

일부 물질은 동시에 산과 염기처럼 행동할 수 있으며 이를 양성이라고 합니다. 이는 그들이 처한 환경이나 반응하는 사람에 따라 다릅니다. 이러한 유형의 물질의 예는 물입니다.

첫 번째 방정식에서 물은 H + 양성자 를 선택하여 염기처럼 행동하여 H 3 O + 가 됩니다 . 방정식 (2) 에서 물은 양성자 H + 를 포기하고 산처럼 행동하여 OH – 가 됩니다 .

분명히 두 이론 모두에서 산과 염기의 수소 이온(H + ) 비율이 다릅니다 . 이는 산도(산의 경우) 또는 알칼리도나 염기도(염기의 경우)를 결정합니다.

pH는 용액 의 산도 또는 알칼리도를 측정하는 데 사용되는 크기입니다. 즉, 용액에 존재하는 수소 이온의 농도를 나타냅니다.

  • 산. pH가 0에서 6까지인 물질.
  • 중립. pH 7(물)의 물질.
  • 염기/알칼리성. pH가 8~14인 물질.

물질의 pH가 낮을수록 산성도는 높아집니다. 예를 들어, 순수한 HCl의 pH는 0에 가깝습니다. 반면, 물질의 pH가 높을수록 알칼리도도 높아집니다. 예를 들어, 가성소다의 pH는 14입니다.

도움이 될 수 있습니다: 무기 화학

산과 염기의 특성

산과 염기는 모두 액체 , 고체 , 기체 로 존재할 수 있습니다 . 반면에, 이들은 많은 특성을 유지하면서 순수하거나 희석된 물질 로 존재할 수 있습니다.

pH의 차이는 각 제품의 가장 눈에 띄는 특징입니다 . 화합물의 pH 값이 극단 중 하나에 도달하면 해당 화합물이 유기 및 무기 물질을 비롯한 대부분의 물질에 매우 위험하다는 의미입니다 .

산과 염기는 서로 다른 물리적 특성을 가지고 있습니다.

  • 신맛이 납니다(예: 다양한 감귤류에 산이 존재함).
  • 부식성이 강하며 가스를 흡입하면 피부에 화학적 화상을 입히거나 호흡기 손상을 일으킬 수 있습니다.
  • 그들은 수용액에서 좋은 전기 전도체입니다.
  • 그들은 금속 과 반응하여 염과 수소를 생성합니다.
  • 이들은 금속 산화물과 반응하여 염분과 물을 형성합니다 .

기지

  • 그들은 특징적인 쓴 맛을 가지고 있습니다.
  • 그들은 수용액 에서 좋은 전기 전도체입니다 .
  • 이는 피부 자극제입니다. 피부 오일을 용해시키고 부식성 효과로 인해 유기 물질을 파괴할 수 있습니다. 호흡 도 위험합니다 .
  • 그들은 비눗물 같은 느낌을 가지고 있습니다.
  • 그들은 물에 용해됩니다.

일상생활 속 산과 염기


배터리 산은 금속과 반응하면 염을 생성합니다.
우리 일상생활에는 산과 염기가 풍부하게 존재합니다. 예를 들어, 전자 장치의 배터리 내부에는 일반적으로 황산이 들어 있습니다 . 따라서 부패하여 그 내용물을 장치에 부으면 전극의 금속과 반응하여 희끄무레한 소금을 생성합니다.

아세트산 (식초), 아세틸살리실산(아스피린), 아스코르브산(비타민 C), 탄산(탄산 청량 음료에 존재), 구연산(과일 감귤류에 존재 ) , 또는 염산(음식을 녹이기 위해 위에서 분비하는 위액).

베이스의 경우 베이킹 소다는 베이킹, 탈취제 및 가슴 앓이에 대한 다양한 치료법에 사용됩니다 . 일반적으로 사용되는 기타 염기로는 탄산나트륨(세제), 차아염소산나트륨(세정용 표백제), 수산화마그네슘(완하제) 및 수산화칼슘(건축 석회)이 있습니다.

산과 염기의 지표

산성 화합물과 염기성 화합물을 구별하는 방법은 pH 값을 측정하는 것입니다. 현재 물질의 pH를 측정하는 방법은 다양합니다.

  • 산-염기 지시약을 사용합니다. 지시약은 발견되는 용액의 pH가 변할 때 색상이 변하는 화합물입니다 . 예를 들어, 페놀프탈레인은 염기에 첨가하면 분홍색으로 변하고, 산에 첨가하면 무색이 되는 액체입니다. 또 다른 예는 리트머스 종이를 용액에 담가서 빨간색이나 주황색으로 변하면 산성 물질이 되고, 어두운 색으로 변하면 염기성 용액이 되는 것입니다.
  • 전위차계 또는 pH 측정기를 사용합니다. 용액의 pH 값을 직접 제공하는 전자 장치가 있습니다.

중화반응

중화 반응 또는 (산-염기 반응)은 이 두 가지 유형의 화합물이 혼합될 때 발생하는 화학 반응 으로 , 그 대신에 염과 일정량의 물을 얻습니다. 이러한 반응은 일반적으로 발열 ( 열을 생성함 )이며 그 이름은 산과 염기의 특성이 서로 상쇄된다는 사실에서 유래합니다.

중화반응을 분류하려면 산과 염기의 종류를 아는 것이 중요합니다.

  • 강한 산. 수용액에서 완전히 이온화되는, 즉 분자를 구성하는 이온 으로 완전히 변형되는 산입니다. 예: HCl (aq) , HBr (aq) , H 2 SO 4(aq) .
  • 강력한 기반. 수용액에서 완전히 이온화되는, 즉 분자를 구성하는 이온으로 완전히 변형되는 염기입니다. 예: NaOH (aq) , LiOH (aq) , KOH (aq) .
  • 약산. 수용액에서 부분적으로 이온화될 때, 즉 분자를 구성하는 이온으로 완전히 변형되지 않는 산입니다. 따라서 이러한 유형의 산 용액의 이온 농도는 강한 산 용액보다 낮습니다. 예: 구연산, 탄산(H 2 CO 3 )
  • 약한 기초. 수용액에서 부분적으로 이온화되는 염기입니다. 즉, 분자를 구성하는 이온으로 완전히 변환되지는 않습니다. 따라서 이러한 유형의 염기 용액의 이온 농도는 강한 염기의 농도보다 낮습니다. 예: 암모니아(NH 3 ), 수산화암모늄(NH 4 OH)

중화 반응은 반응물의 특성에 따라 네 가지 방식으로 발생할 수 있습니다.

  • 강한 산과 강한 염기. 가장 풍부한 반응물은 다른 반응물에 비해 용액 상태로 유지됩니다. 생성된 용액의 pH는 어느 시약이 더 큰 비율을 차지하는지에 따라 달라집니다 .
  • 약한 산과 강한 염기. 염기성 pH의 용액이 얻어지고 염기는 용액에 남아 있습니다.
  • 강한 산과 약한 염기. 산은 중화되고 산의 농도 정도에 따라 산 비율이 용액에 남아 있게 됩니다. 생성된 용액의 pH는 산성입니다.
  • 약산과 약염기. 결과는 반응물의 농도에 따라 산성 또는 염기성이 됩니다.

산과 염기의 예

    • 염산(HCl)
    • 황산(H 2 SO 4 )
    • 질산(HNO 3 )
    • 과염소산(HClO 4 )
    • 포름산(CH 2 O 2 )
    • 브롬산(HBrO 3 )
    • 붕산(H 3 BO 3 )
    • 아세트산 ( C2H4O2 ) _ _

기지

  • 가성소다(NaOH)
  • 수산화칼슘 (Ca(OH) 2 )
  • 암모니아(NH 3 )
  • 중탄산나트륨(NaHCO 3 )
  • 수산화칼륨(KOH)
  • 차아염소산나트륨(NaClO)
  • 불화칼슘(CaF 2 )
  • 수산화바륨 (Ba[OH] 2 )
  • 철(III) 수산화물 (Fe[OH] 3 )

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