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과학을 사랑하는 사람들

물질 산과 염기의 중화 반응

관리자 2007.11.13 18:00 조회 수 : 6096

산과 염기의 중화 반응

1. 산

(1) 물에 녹아 H+ 이온을 내놓는 물질이다.

(2) 산의 특징

①푸른 리트머스 종이를 붉게 변화시킨다.

②금속과 반응하여 수소 기체를 발생한다.

③탄산염 물질과 반응하여 이산화탄소 기체를 발생한다.

․마그네슘과 염산의 반응식 : Mg+2HCl → H2↑+MgCl2

․소다와 황산의 반응식 : 2NaHCO3+H2SO4 → Na2SO4+2CO2↑+2H2O

(3) 종류 : 염산(HCl), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 탄산(H2CO3) 등

2. 염기

(1) 물에 녹아 OH- 이온을 내놓는 물질이다.

(2) 염기의 특징

①붉은 리트머스 종이를 푸르게 변화시킨다.

②촉감이 미끈미끈하다.

(3) 종류 : 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 수산화칼슘[Ca(OH)2] 등

3. pH

(1) 물에 녹아 있는 H+ 이온의 농도에 -log를 붙인 값이다.

pH = -log[H+]

(2) pH가 작을수록 H+ 이온의 농도가 커서 산성이 강해진다.




4. 지시약

(1) 용액의 pH에 따라 색깔이 달라지는 물질이다.

(2) 종류 : 산성에서 염기성으로 갈수록 리트머스는(붉은색→푸른색), 페놀프탈레인은(무색 →붉은색), BTB는(노란색→파란색), 메틸오렌지는(붉은색→노란색), 붉은 양배추즙은(붉 은색→푸른색→노란색)으로 색이 변한다.

5. 중화 반응

(1) 산의 H+ 이온과 염기의 OH- 이온이 만나 물이 만들어지는 반응이다.

(2) 중화 반응식 쓰기

①염산(HCl) 용액과 수산화나트륨(NaOH) 용액의 중화 반응

․염산 한 분자에서 나오는 H+ 이온과 수산화나트륨에서 나오는 OH- 이온이 1 : 1로 반응한다.

․화학 반응식 : HCl+NaOH → NaCl+H2O

․알짜 이온 반응식 : H++OH- → H2O

②황산(H2SO4) 용액과 수산화칼륨(KOH) 용액의 중화 반응

․황산에서 나오는 H+ 이온은 두 개이고(H2SO4 → 2H++SO42-), 수산화칼륨에서 나오 는 OH- 이온은 한 개이므로, H+ 이온이 모두 중화되기 위해서는 두 배의 수산화칼 륨이 필요하다.

․화학 반응식 : H2SO4+2KOH → 2H2O+K2SO4

․알짜 이온 반응식 : H++OH- → H2O

③염산(HCl) 용액과 수산화칼슘[Ca(OH)2] 용액의 중화 반응

․OH- 이온을 중화시키기 위해서는 두 배의 염산이 필요하다.

․화학 반응식 : 2HCl+Ca(OH)2 → 2H2O+CaCl2

․알짜 이온 반응식 : H++OH- → H2O

(3) 중화점 알아내는 방법

①용액의 pH 변화 측정 : 용액의 산성도가 급격히 변하는 점

②지시약 사용 : 지시약의 색이 변색하는 점

③온도 측정 : 용액의 온도가 최고인 점

④전도도 측정 : 전도도가 최저인 점

(4) 중화 반응이 사용되고 있는 예

①벌에 쏘였을 때 : 벌의 침 성분은 산성을 띠기 때문에 약염기성을 띠는 암모니아수 를 발라 중화시킴으로써 상처를 줄인다.

②제산제 : 위산의 성분은 염산(HCl)으로 강산성을 띤다. 이런 위산이 과다하게 분비되 면 속쓰림이나 위염, 위궤양 등을 일으킬 수 있는데, 이를 치료하기 위해 산을 중화시 킬 수 있는 약염기성 물질을 제산제로 복용하면 속쓰림을 없앨 수 있다.

③생선회와 레몬즙 : 싱싱한 생선은 비린내가 나지 않지만 시간이 지나면 부패하여 비 린내가 나는 아민이 생기게 된다. 여기에 레몬즙을 뿌리면 염기성 아민을 중화시키므 로 비린내를 없앨 수 있다.

④김치의 신맛을 줄일 때 : 김치가 익었을 때 신맛이 나는 이유는 발효에 의해 젖산이 생겼기 때문이다. 따라서, 신 김치에 약염기성을 띠는 소다(NaHCO3)를 넣으면 중화 되어 신맛이 줄어든다.

⑤산성화된 토양의 중화 : 산성비가 많이 내리면 토양이나 호수가 산성화되어 생물이 살 수 없게 되므로 산성화되지 않도록 석회 가루를 뿌려 준다. 석회 가루의 주성분은 염기성 물질인 산화칼슘(CaO)으로 산과 중화 반응을 하여 토양이 산성화 되는 것을 막아 준다.

제산제 : ① 지나친 염산의 작용을 완화시켜서 소화를 돕고 위벽이 상하는 것을 방지함.

② 위에서 위산이 과다 분비되어 속이 쓰릴 경우 복용하여 산을 중화시키는 약한 염기성 물질.

제산제의 성분
화학식
위 속에서의 화학 반응
비고

수산화마그네슘
Mg(OH)2
OH- + H+ → H2O
수산화물

수산화알루미늄
Al(OH)3
OH- + H+ → H2O

탄산칼슘
CaCO3
CO32- + 2H+ → H2O + CO2
탄산염
산 또는 가열시키면 CO2 발생

탄산수소나트륨
NaHCO3
HCO3- + H+ → H2O + CO2
탄산수소염



③ 암모니아수(NH3)는 악염기의 수용액이지만, 독성을 지닌 염기이므로 복용해서는 안됨. 강염기인 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 사용하면 입, 식도, 위벽에 손상을 주기 때문에 복용해서는 안됨.

※ 제산제는 위액 속의 염산을 중화시키지만, 중성(pH 7)이 되도록 하는 것이 아니다. 만약 위액의 산도가 중성이 되면 위는 소화 능력을 완전히 상실한다. 좋은 제산제는 위액 중의 염산을 알맞게 제거해 위통이나 소화 불량을 없애며, 위의 정상적인 소화 능력을 유지하게 하는 것이다.
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