산과 염기의 정의. definition of acid and base ★

산과 염기의 정의. definition of acid and base

 

 

A. 아레니우스(Arrhenius)의 정의 (초급 수준)

B. 브뢴스테드-로우리(Brønsted-Lowry)의 정의 (중급 수준)

C. 루이스(Lewis)의 정의 (고급 수준)

 

 

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▶ 참고: 제4장 수용액 반응. 목차

[ https://ywpop.tistory.com/15191 ]

▶ 참고: 제16장 산-염기 평형. 목차

[ https://ywpop.tistory.com/15336 ]

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A. 아레니우스(Arrhenius)의 정의

 

▶ 아레니우스 산: 물에서 H^+ 이온을 내놓는 물질

▶ 아레니우스 염기: 물에서 OH^- 이온을 내놓는 물질

 

 

 

 

예) 아레니우스 산-염기 중화 반응

HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)

 

 

 

[참고] 강산과 강염기가 아레니우스 산-염기에 해당된다.

( 참고: 강산 강염기 https://ywpop.tistory.com/7421 )

 

---> 아레니우스 산-염기는

화학식에 H (H^+) 또는 OH (OH^-)를 포함하고 있다.

 

 

 

 

※ 지금부터는

NaOH와 같이, “화학식에 OH가 존재하는 물질만 염기”라는 생각은 버려라.

 

 

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B. 브뢴스테드-로우리(Brønsted-Lowry)의 정의

 

▶ 브뢴스테드 산: H^+ 이온을 주는 물질 = 양성자 주게 산

▶ 브뢴스테드 염기: H^+ 이온을 받는 물질 = 양성자 받게 염기

 

 

 

 

 

예3) 양성자 주게 산(H2O)과 양성자 받게 염기(NH3)의 반응

H2O(l) + NH3(aq) → NH4^+(aq) + OH^-(aq)

 

[주의] OH^-가 생성되었다고 해서,

NH3가 아레니우스 염기일거라 착각하지 말자.

NH3는 H2O로부터 양성자를 받는 브뢴스테드 염기이다.

 

 

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[참고] NH3를 아레니우스 염기로 분류하는 자료도 있다.

[ https://terms.naver.com/entry.naver?cid=62802&docId=6556395&categoryId=62802 ]

---> 아무리 대한화학회 자료라 하더라도,

22/12/10 현재, 필자는 위 내용을 받아들일 수 없다.

---> 수능을 준비하는 고등학생은 학교 화학 선생님께 질문해서,

NH3가 아레니우스 염기 인지/아닌지를 반드시 확인할 것.

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/22802 ] 아직까지는

NH3는 아레니우스 염기가 아니다라는 자료가 더 많다.

 

 

 

예) 트리메틸아민의 산-염기 중화 반응

(CH3)3N(aq) + HCl(aq) → (CH3)3NH^+(aq) + Cl^-(aq)

(CH3)3N: + H^+ → (CH3)3NH^+

R3N: + H^+ → R3NH^+

( 참고: 아민 https://ywpop.tistory.com/10625 )

 

 

 

 

( R–은 CH3–, CH3CH2– 등 알킬기. 또한 R–은 H–가 될 수도 있다. )

( 참고: 알킬기 https://ywpop.tistory.com/6274 )

 

 

 

모든 브뢴스테드-로우리 산은 루이스 산이다.

단, 모든 루이스 산은 브뢴스테드-로우리 산이 아니다.

All Brønsted-Lowry acids are Lewis acids, but the reverse is not true.

All Brønsted-Lowry bases are Lewis base

but all Lewis bases are not Bronsted-Lowry base.

 

 

모든 아레니우스 산은 브뢴스테드-로우리 산이며,

모든 브뢴스테드-로우리 산은 루이스 산이다.

Just as any Arrhenius acid is also a Brønsted acid,

any Brønsted acid is also a Lewis acid.

( 참고: HCl은 루이스 산 https://ywpop.tistory.com/4518 )

 

 

모든 아레니우스 산은 브뢴스테드-로우리 산이 될 수 있으나,

모든 아레니우스 염기는 브뢴스테드-로우리 염기가 될 수 없다.

NaOH와 같은 강염기는 브뢴스테드-로우리 염기가 아니다.

( 참고 https://ywpop.blogspot.com/2023/11/naoh.html )

 

 

All Arrhenius acids and bases are Brønsted-Lowry acids and bases as well.

But not all Brønsted-Lowry acids and bases are Arrhenius acids and bases.

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/2700 ] 짝산 짝염기

 

 

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C. 루이스(Lewis)의 정의

 

▶ 루이스 산: 전자쌍을 받는 물질 = 전자쌍 받게 산

▶ 루이스 산은 (전자쌍을 받을 수 있는) 비어있는 오비탈을 갖고 있다.

( 단, 필수 조건은 아님 https://ywpop.tistory.com/4518 )

 

▶ 루이스 염기: 전자쌍을 주는 물질 = 전자쌍 주게 염기

▶ 루이스 염기는 비공유 전자쌍을 갖고 있다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 참고: 배위공유결합 https://ywpop.tistory.com/6023 )

 

 

 

 

아레니우스 산-염기는 반응물 쪽에,

즉 → 화살표 왼쪽에 물질이 단 1개뿐이고,

브뢴스테드-로우리와 루이스 산-염기는 반응물 쪽에,

즉 → 화살표 왼쪽에 물질이 쌍으로(2개) 존재한다.

 

 

아레니우스 산-염기는 산과 염기가 각각 따로 정의되지만,

브뢴스테드-로우리와 루이스 산-염기는

산과 염기가 한 짝으로 동시에 정의된다.

 

즉, 브뢴스테드-로우리 산이 있으면,

반드시 브뢴스테드-로우리 염기가 있어야 된다는 것이다.

 

 

 

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/7421 ] 강산과 약산. 강염기와 약염기

 

 

 

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