강산과 약산: 무엇이고 어떻게 구별합니까?

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학문적 목적과 실험실에서 사용할 때 모두 약산에서 강산을 식별할 수 있는 것이 중요합니다. 강산은 매우 드물기 때문에 약산과 구별하는 가장 쉬운 방법 중 하나는 강산이 무엇인지 암기하는 것입니다. 목록에 없는 다른 산은 약산입니다.

강산과 약산의 주요 측면

  • 강산은 수용액에서 완전히 해리되므로 모든 분자는 물 분자와 함께 하이드로늄 이온(H 3 O + )을 형성하는 적어도 하나의 양성자(H + )를 잃고 약산은 부분적으로만 해리됩니다.
  • 강산은 매우 적고 강산은 7개뿐이므로 약산과 쉽게 구분할 수 있도록 암기할 수 있습니다. 목록에 없으면 약산이 됩니다.
  • 강산은 염산(HCl), 질산(HNO3 ) , 황산(H2SO4 ) , 브롬화수소산( HBr ) , 요오드화수소산(HI), 과염소산( HClO4 ) 및 염소산(HClO3 ) 입니다.
  • 할로겐 원소의 반응으로 생성되는 유일한 약산은 플루오르화수소산(HF)입니다. 기술적으로는 약산이지만 플루오르화수소산은 부식성이 강합니다.

강산

강산은 수용액에서 완전히 해리되며, 각 분자는 물 분자와 함께 하이드로늄 이온(H 3 O + )을 형성하는 적어도 하나의 양성자(H + 양이온)를 방출합니다. 가장 일반적인 무기 강산은 7가지입니다.

  • 염산(HCl)
  • 질산( HNO3 )
  • 황산 (H 2 SO 4 )
  • 브롬화수소산(HBr)
  • 요오드화수소산(HI)
  • 과염소산( HClO4 )
  • 염소산( HClO3 )

다음 예는 수용액에서 강산의 전형적인 이온화 반응입니다.

HCl → H + + Cl

HNO3 H + + NO3

H 2 SO 4 → 2H + + SO 4

이러한 반응에서 수소 이온은 양전하를 띠고 양이온이며 반응의 방향은 생성물 쪽으로만 향한다는 점을 명확히 할 필요가 있습니다. 이는 모든 반응 분자가 해리됨을 나타냅니다.

약산

약산은 수용액에서 완전히 해리되지 않습니다. 즉, 특정 수의 반응물 분자가 원래 구성을 유지합니다. 불화수소산(HF)의 경우입니다. 강한 산보다 약한 산이 훨씬 더 많습니다. 대부분의 유기산은 약하지만 p-톨루엔술폰산과 같은 몇 가지 예외는 상당히 해리되지만 완전하지는 않습니다. 일부 약산은 산도가 감소하는 순서대로 아래에 나열되어 있습니다.

  • HO 2 C 2 O 2 H – 옥살산
  • H 2 SO 3 – 아황산
  • HSO 4 – 황산수소 이온
  • H 3 PO 4 – 인산
  • HNO 2 – 아질산
  • HF – 불산
  • HCO 2 H – 메탄산
  • C 6 H 5 COOH – 벤조산
  • CH 3 COOH – 아세트산
  • HCOOH – 포름산

약산 이온화 반응의 예는 하이드로늄 양이온과 아세테이트 음이온을 생성하는 아세트산입니다.

CH3COOH + H2OH3O + + CH3COO _ _ _

이 경우 강산과 달리 이중 화살표로 표시된 것처럼 반응이 양방향으로 발생한다는 점에 주목할 필요가 있습니다. 이 경우 역반응이 일어날 가능성이 높기 때문에 아세트산 분자의 약 1%만 해리되고 나머지는 원래 조성을 유지합니다.

강산과 약산을 구별하는 방법

해리 반응의 평형 상수 값은 산이 강한지 약한지를 나타냅니다 . 즉, 산해리 상수 Ka 수성 매질에서 산해리 반응의 평형 상수이다(로그 매개변수도 사용됨, pK a =-logK a ). 강산의 경우 K a 값이 크고(pK a 값은 작음); 약산에서는 K a 값이 작습니다(그리고 pK a 값은 큽니다).

농축 또는 희석에 비해 강하거나 약함

강하고 약한 용어를 농축 및 희석과 혼동하지 않도록 주의해야 합니다. 진한 산은 수용액에 많은 양의 산이 있습니다. 희석한 것은 산이 적다. 예를 들어, 12M 아세트산(농도 1리터당 12몰)의 산이 있는 경우 강한 용액이지만 산은 여전히 ​​약합니다. 0.0005M 염산 용액(농도 1리터당 0.0005몰)은 묽은 용액이지만 산은 여전히 ​​강합니다.

강함과 부식성의 차이점

묽은 아세트산(실제로는 식초)을 마실 수 있지만 같은 농도의 황산을 마시면 엄청난 화학적 화상을 입을 수 있습니다. 부식성(이 경우 황산)이라는 용어는 산이 접촉하는 물질에 발생하는 손상을 말하며 강하거나 약한 것은 산의 특성입니다. 산은 종종 부식성이 있지만 일부 카르보란은 매우 강한 산으로 황산보다 훨씬 강하지만 피부에 해를 끼치지 않고 손에 쥐고 있을 수 있는 반면 불화수소산은 약산일지라도 조직을 파괴합니다. .

출처

  • Housecroft, CE  무기 화학 . (두 번째 판) Prentice Hall. 샤프, AG(2004). ISBN 978-0-13-039913-7.
  • Porterfield, 윌리엄 W. 무기 화학. (1984). 애디슨-웨슬리. ISBN 0-201-05660-7.
  • Trummal, A., Lipping, L. 등 물과 디메틸 설폭사이드의 강산의 산도 . J. 물리 화학 A. 120(20) (2016) 3663–3669. doi:10.1021/acs.jpca.6b02253

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Sergio Ribeiro Guevara (Ph.D.)
(Doctor en Ingeniería) - COLABORADOR. Divulgador científico. Ingeniero físico nuclear.

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