글로벌 세계 대백과사전/수학·물리·화학·실험/화 학/산-염기-염/산과 염기

산과 염기

산이나 염기는 옛부터 알려져 있는 물질로, 일상 생활이나 화학 공업에 매우 중요한 역할을 해왔다. 산과 염기를 혼합하면 서로 상대의 성질을 없애버리고 물과 염으로 변한다. 우선 산과 염기의 정체부터 알아보자.

산

시큼한 맛을 산미라고 하듯, 영어의 'acid(산)'는 라틴어의 'acidus(시큼하다)'에서 따온 것이다. 레몬이나 사과가 신 것은 산을 포함하고 있기 때문이며. 식초에 함유되어 있는 아세트산은 고대에 미이라를 만드는 데에 이용되었다.

염기

염기는 원래 알칼리라고 불렀는데, 지금도 물에 잘 녹고 알칼리 강한 염기성을 알칼리성이라고 흔히 말한다. 영어의 'alkali'는 아라비아어의 'alkalja' (al은 정관사. kalja는 식물의 재)라고 하는 말에서 유래한다. 구약 성서에 있는 '깨끗하게 하는 물'은 소다 호(나트론호)의 염기성 물로서 말하자면 천연의 비눗물 같은 것이다.

염기성

鹽基性 식물의 재를 물에 녹인 잿물을 피부에 바르면, 미끌미끌한 느낌이 든다. 맛을 보면 혀를 찌르는 약간 쓴 맛이 있다. 산과는 반대로 적색 리트머스지를 청색으로 변화시킨다. 이러한 성질은 수산화나트륨(가성소다)이나 수산화칼슘(소석회) 등 염기의 수용액에 공통되는 성질로써, 염기성이라고 한다, 각기 다른 물질인데, 공통된 염기성을 나타내는 것은 무엇인가 공통된 성분을 가지고 있을 것이라고 추측되며, 여기에서도 산에서처럼 염기의 이온화를 생각할 수 있다.

산화물의 산성, 염기성

아레니우스의 정의에 의하면 산화물은 산도 염기도 아니지만, 물에 녹아서 산이나 염기가 되는 산화물이 많이 있다.

염기성 산화물

鹽基性 酸化物 산화칼슘(CaO)은 물과 반응하여 수산화칼슘(Ca(OH)2)이라는 염기가 되고, 또 산을 중화시켜서 물과 염을 만든다. CaO + H2O ―→ Ca(OH)2 CaO + 2HCI ―→ H2O + CaCl2 이러한 성질은 산화칼슘에 한하지 않고, 칼륨·나트륨·바륨 같은 금속 원소의 산화물에서도 볼 수 있다, 산화칼륨(K2O) K2O + H2O ―→ 2KOH (수산화칼륨) 산화나트륨(Na2O) Na2O+ H2O ―→ 2NaOH (수산화나트륨) 산화바륨 (BaO) BaO + H2O ―→ Ba(OH)2 (수산화바륨) 이러한 금속 산화물을 염기성 산화물이라고 한다. 산화마그네슘(MgO), 산화철(Ⅲ)(Fe2O3), 산화구리(Ⅱ)(CuO) 등은 물에는 거의 녹지 않으나, 산을 중화시켜서 물과 염을 만들기 때문에 역시 염기성 산화물이다. MgO + H2SOH4 ―→ H2O + MgSO4

산화물의 산성·염기성

酸化物－酸性·鹽基性 비금속 산화물의 대부분은 산성 산화물이지만, 일산화탄소(CO) 등은 물에도 거의 녹지 않고 염기를 중화시킬 수도 없으므로 산성 산화물이라고는 할 수 없다. 또, 금속 산화물의 대부분은 염기성 산화물이지만, CrO3나 Mn2O7과 같은 산성 산화물도 있다. '양쪽성 원소'라고 불리며 금속성과 비금속성의 양면을 갖는 알루미늄이나 아연의 산화물은 산성 산화물과 염기성 산화물과의 양면을 갖는다. 또, 같은 원소의 산화물이라도 CrO는 염기성, Cr2O3는 양쪽성, CrO3은 산성이다. 일반적으로 어떤 원소의 산화수가 낮은 산화물은 염기성이고, 산화수가 많을수록 산성이 된다.

양쪽성 산화물과 양쪽성 수산화물

－酸化物－水酸化物 산화알루미늄이나 산화아연 등을. 양쪽성 산화물이라고 하는데, 이것은 강한 산에 대하여는 염기성 산화물로 작용하고 강한 염기에 대하여는 산성 산화물로 작용하여, 어느 경우에나 염을 만들기 때문이다. 산화알루미늄(Al2O3) Al2O3 + 3H2SO4 ―→ Al2(SO4)3 + 3H2O (황산알루미늄) 산화아연 (ZnO) ZnO + 2HC1 ―→ ZnCl2 + H2O (염화아연) ZnO + 2NaOH ―→ NaZnO2 + H2O (아연산나트륨)