반응형 브뢴스테드 산, 염기, 양쪽성 물질로 구분
다음 화학종을 브뢴스테드 산, 염기, 양쪽성 물질로 구분하시오. a) PO4^3- b) H2PO4^- c) NH4^+
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[참고1] CH3COOH(aq) ⇌ H^+(aq) + CH3COO^-(aq) 와 같이 1가산의 짝염기(CH3COO^-)는 브뢴스테드 염기만 가능. CH3COO^-(aq) + H2O(l) ⇌ CH3COOH(aq) + OH^-(aq)
[참고2] H2CO3(aq) → H^+(aq) + HCO3^-(aq) 와 같이 2가산의 짝염기(HCO3^-)는 브뢴스테드 산과 염기 둘 다 가능, 즉 양쪽성. HCO3^-(aq) + H2O(l) ⇌ H3O^+(aq) + CO3^2-(aq) HCO3^-(aq) + H2O(l) ⇌ H2CO3(aq) + OH^-(aq)
[참고3] H2CO3, H3PO4와 같이 다가산(다양성자산)의 경우, 각 단계별 이온화 결과 생성된 짝염기에 H가 존재하면, 그 이온은 브뢴스테드 양쪽성이고, ( 예: HCO3^-, H2PO4^-, HPO4^2- ) 각 단계별 이온화 결과 생성된 짝염기에 H가 존재하지 않으면, 그 이온은 브뢴스테드 염기. ( 예: CO3^2-, PO4^3- )
a) PO4^3- PO4^3-(aq) + H2O(l) ⇌ HPO4^2-(aq) + OH^-(aq) ---> 브뢴스테드 염기
b) H2PO4^- H2PO4^-(aq) + H2O(l) ⇌ H3O^+(aq) + HPO4^2-(aq) H2PO4^-(aq) + H2O(l) ⇌ H3PO4(aq) + OH^-(aq) ---> 브뢴스테드 양쪽성 ( 양쪽성 참고1 https://ywpop.tistory.com/2703 ) ( 양쪽성 참고2 https://ywpop.tistory.com/12531 )
c) NH4^+ NH4^+(aq) + H2O(l) ⇌ H3O^+(aq) + NH3(aq) ---> 브뢴스테드 산 ( NH4^+는 약염기인 NH3의 짝산. )
[키워드] 브뢴스테드 기준문서
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산과 염기의 Brønsted-Lowry 정의Brønsted-Lowry 모형은 Arrhenius 모형에서처럼 산과 염기의 독립적인 성질보다는 산과 염기 간에 일어나는 반응에 중점을 두고 있다. 산은 H+(양성자) 주개이다. 염기는 H+(양성자) 받개이다.
H+이온은 Brønsted-Lowry반응에서 교환의 매개체이다. H+ 는 양성자라고 불린다 산-염기반응에서 양성자 교환이 일어난다
산에서 양성자가 제거되어 생긴 화학종을 그 산의 짝염기라 한다. 산이 HB이면 그 짝염기는 B-이다.
짝산과 짝염기의 차이는 양성자의 위치이다.
양성자를 받거나 줄 수 있는 물질을 양쪽성 양자성이라 한다. 물을 생각해 보자: OH- <- H2O -> H3O+ H+ 제거 H+ 첨가
짝산-짝염기의 예
예시문제conjugate base : 짝염기, conjugate acid : 짝산
물의 이온곱물은 스스로 반응하여 자체 이온화 반응을 한다.
물은 산-염기 반응으로 자체 반응이 일어난다: H2O + H2O ⇌ H3O+ (aq) + OH- (aq)
자체 이온화 반응을 나타내는 또 다른 방법은 다음과 같다: H2O ⇌ H+ (aq) + OH- (aq)
H2O ⇌ H+ (aq) + OH- (aq) 평형 상수는 농도로 표시할 수 있음을 상기하라 이 반응의 평형상수 K는 [H+][OH-]이다 이 반응의 K를 물의 이온곱 상수, Kw 라고 한다 Kw = [H+][OH-] 25 ºC에서 Kw = 1.0 X 10^-14
물에서, [H+][OH-] = 1.0 X 10-14
순수한 물에서, 두 농도는 같다: [H+] = 1.0 X 10-7 M [OH-] = 1.0 X 10-7 M
한 농도가 증가하면 다른 농도는 감소한다. [H+] > 1.0 X 10-7 M 이면, [OH-] < 1.0 x 10-7 M 이고, 산성이다. [OH-] > 1.0 X 10-7 M 이면, [H+] < 1.0 x 10-7 M 이고 염기성이다.
POHpOH가 높으면 약 염기이다. pOH가 낮으면 강 염기이다. 예시문제
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