산성과 염기성 개념?

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브뢴스테드-로리의 산-염기 개념

 

 

화학 과목 시간에 산(酸 acid)과 염기(鹽基 base)에 대해 공부할 때, 산성 물질은 푸른 리트머스 시험지를 붉게 변화시키고, 염기성 물질은 붉은색 리트머스 시험지를 푸르게 변화시킨다는 것을 배운다. 또 일반적으로 산성 물질은 신맛이 나고, 어떤 금속과 화합하면 수소를 발생한다는 것도 알게 된다.

 

산과 염기의 성질에 대한 아레니우스(Arrhenius)의 개념(아레니우스 산 연기 개념 참조)은 ‘산은 물에 녹아 수소 이온을 내놓는 물질이고, 염기는 수소 이온을 받는 물질’ 로 정의하고 있다. 이 개념은 수용액 속의 산과 염기에 대해서만 적용된다.

 

덴마크의 화학자 요하네스 니콜라우스 브뢴스테드(Johannes Nocolaus Brønsted1879-1947)와 영국의 화학자 토머스 마틴 로리(Thomas Martin Lowry 1874-1936) 두 과학자는 1923년에 각기 독립적으로 산과 염기에 대한 확장된 이론을 발표했다. ‘브뢴스테드-로리의 산-염기 이론’ 이라 불리는 두 과학자의 이론은, 수용액 상태의 산과 염기만 아니라, 물이 없는 상태의 화학반응(예 : 암모니아와 염산의 화학반응)에까지 확장되는 개념이다.

  

“산은 다른 물질에 수소의 핵인 양성자(수소 이온)를 주는 물질(proton donor)이고, 염기는 다른 물질로부터 양성자를 받는 물질(proton acceptor)이다.”

 

물(H₂O)은 산이 되기도 하고, 염기가 되기도 한다. 물에 아세트산(CH₃CO₂H)을 넣으면, 물은 양성자를 얻으므로 염기 역할을 한다. 반면에 물에 암모니아(NH₃)를 넣으면, 물은 양성자를 잃기 때문에 산 역할을 한다.

 

H₂O + CH₃CO₂H ⇋ CH₃CO₂^- + H₃O⁺

H₂O + NH₃ ⇋ OH^- + NH₄⁺

 

 

 

 

실험실 약장에 여러 가지 산과 ​염기시약이 보관되어 있다. 염산은 물에 넣으면 완전히 분리되므로 강산(强酸)으로 되고, 아세트산은 일부만 분리되므로 약산성 (弱酸性)이 된다.

 

 

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