산 (화학)

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염기
산·염기 반응 이론
산화·환원 전기화학
중화 반응 이온화 상수(Kd)
수소 이온 농도 (pH)
산·염기 지시약 완충 용액
여러가지 산
유기산 무기산

(酸, Acid)은 일반적으로 에 녹았을 때에 pH가 7보다 낮은 물질을 말한다. 화학적으로는, 물에 녹았을 때 이온화하여 수소 이온 H+을 내놓는 물질을 말한다.산은 전해질이며 일반적으로 신맛이 나며, 염기와 중화반응을 한다. 또한 수소보다 이온화 경향이 높은 금속과 반응하여 수소기체를 발생한다. 산의 대표적인 예로는, 강산인 염산(HCl), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 약산인 아세트산(CH3COOH), 탄산(H2CO3)이 있다.

화학적 성질[편집]

산 AH가 물에 녹으면서 반응하여 다음과 같이 이온화한다.

이때 산 해리상수는 이 반응의 평형 상태에서 정의된다.

강한 산일수록 큰 Ka 값을 가진다. 예를 들어 염산(HCl)의 Ka 값은 107이다. 반대로 약산일 경우에는 작은 값을 가진다. 아세트산의 Ka 값은 1.8 x 10-5이다.

정의[편집]

아레니우스의 정의[편집]

1884년, 스웨덴의 화학자 스반테 아레니우스는 물에 녹였을 때 를 내놓는 물질을 산(acid), 를 내놓는 물질을 염기(base)로 정의했다.

브뢴스테드-로우리의 정의[편집]

1923년 덴마크의 화학자 요하네스 니콜라우스 브뢴스테드와 영국의 화학자 토머스 마틴 로우리가 독자적으로 발표한 이론으로, 이 이론에 의하면 다른 화합물에 양성자를 주는 화합물은 산이며 양성자를 받는 화합물은 염기이다.

브뢴스테드-로우리의 산-염기는 상대적 개념이므로 어떤 물질은 염기가 있어야 산으로서 작용하며, 마찬가지로 산이 있어야 염기로 작용할 수 있다. 또한 산성 물질은 양성자를 잃어 산의 짝염기인 염기를 만들고, 염기성 물질이 양성자를 얻으면 염기의 짝산인 산을 만든다.

루이스의 정의[편집]

길버트 뉴턴 루이스는 산을 고립 전자쌍을 받는 화학종이라고 정의하였다.(수소이온은 전자쌍 받개로 작용한다.) 이 정의는 수소이온이 들어있지 않은 다른 반응에서도 쓰일 수 있다. 참고로 루이스의 정의는 매우 포괄적인 정의라고 할 수 있지만, 모든 산, 염기 이론을 설명할 수 있는 것으로 오해할 수 있다. 브뢴스테드-로우리 정의로 설명할 수 있었던 산 물질이 루이스 정의에서는 염기로 작용할 수 있다. 따라서 브뢴스테드-로우리 정의에 의한 산, 염기가 모두 루이스 산이나 루이스 염기가 될 수 있는 것은 아니다. 대표적인 예로 물은 브뢴스테드-로우리의 정의에 의해 산, 염기로 모두 작용할 수 있지만 루이스의 정의에 의한다면 물 자체는 루이스 염기로만 작용할 수 있다.

  • 루이스 산: 삼플루오르화 붕소 등
  • 루이스 염기: 물 등
산 염기 정의
염기
Arrhenius 수용액 상에서 를 내놓는 물질 수용액 상에서 를 내놓는 물질
Brønsted–Lowry 를 내놓는 물질 를 받는 물질
Lewis 를 받는 물질 를 내놓는 물질

바깥 고리[편집]