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브뢴스테드 산, 염기, 양쪽성 물질로 구분
다음 화학종을 브뢴스테드 산, 염기, 양쪽성 물질로 구분하시오.
a) PO4^3-
b) H2PO4^-
c) NH4^+
---------------------------------------------------
[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 //ywpop.tistory.com/2703 )
( 양쪽성 참고2 //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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redox balance. KI + HNO3 → KNO3 + NO + I2 + H2O (0)2020.04.1115℃ 물 10 L를 110℃ 수증기로(kJ) (1)2020.04.10650.0 mL 용액 내에 K2CO3(MW=138) 72.0 g 포함 (0)2020.04.10부피 환산. L to qt (US). 리터를 쿼트로 (0)2020.04.10농도 환산. 40.0 μg/mL는 몇 ppm(w/v) (0)2020.04.10밀도 환산. 밀도가 85 lb/ft3일 때, 1 L의 질량 (0)2020.04.10부피 적정법에서 사용되는 표준 용액이 갖추어야 할 조건 (2)2020.04.10돌의 비열. 14.3 g 돌이 174 J 열을 흡수 (0)2020.04.10반응형
산-염기는 크게 세가지의 정의로 나눈다.
아레니우스, 브뢴스테드 로우리, 루이스 산 염기
오늘은 그중에서 브뢴스테드 로우리의 산 염기 정의에 대해서 집중적으로 알아보겠다.
산과 염기의 Arrhenius 정의
산은 물에서 H+을 생성한다.
염기는 물에서 OH-를 생성한다.
중화 반응은 산의 H+ 와 염기의 OH- 가 결합하여 물이 생성된다.
산과 염기의 Brønsted-Lowry 정의
Brønsted-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
예시문제
물의 이온곱
물은 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.
POH
pOH가 높으면 약 염기이다.
pOH가 낮으면 강 염기이다.
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