브뢴스테드 산, 염기의 설명과 예

아레니우스 정의는 산과 염기를 H+, OH-를 내놓는 것으로 구분한다. 하지만 이것에서 발전하여 1932년 덴마크 화학자 브뢴스테드는 양성자(H+)의 이동을 중점으로 이 둘을 구분한다. (참고로, 같은시기에 토머스 마틴 로우리도 동일한 이론을 발표했기 때문에 이 이론은 브뢴스테드-로우리 이론으로 불리기도 한다) 브뢴스테드 산은 양성자 주개(H+를 건네줄 수 있는 화학종), 브뢴스테드 염기는 양성자 받개(H+를 받을 수 있는 화학종)라고 한다. 이로서 수용액에서 뿐만 아니라 비수용액에서도 적용할 수 있는 산과 염기의 정의가 된다.

이 식은 브뢴스테드 산(HCl)이 브뢴스테드 염기(H2O)에 양성자를 주는 반응을 나타낸다. (->H3O+)

이 식은 브뢴스테드 염기(NH3)이 브뢴스테드 산(H2O)에의해 양성자를 받는 반응을 나타낸다.(->NH4+)

* 더 많은 예

HBr의 경우 수용액 상태에서 위와 같이 이온화 되며, 역시 H+를 내놓기 때문에 산이다. (위의 HCl도 이것으로 설명할 수 있다)

NO2-의 경우 H+를 받아 HNO2가 되므로 염기이다.

HCO3-의 경우, 해리되어 H+를 내놓기 때문에 산이 될 수 있지만 동시에 H+를 받아 H2CO3를 형성하는 염기가 될 수 있다.
이와같이 산성과 염기성을 동시에 가지는 성질을 '양쪽성'이라고 한다. 대표적인 양쪽성 물질로 물(H2O, 위 식 참고)가 있다.

* NaOH의 경우 ? 

브뢴스테드 염기를 설명할때 NH3가 대표적으로 사용되지만, NaOH는 수용액에서 완전히 이온화 되므로 위와같이 설명할 수 있다. 결과식에는 변화가 없지만 OH- 부분이 H+를 받을 수 있으므로 염기가 맞다. 동시에 OH-또한 H+를 받으므로 염기임을 설명할 수 있다.

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티스토리로 정착한 이래로 계속 만족하고 있다. 이번에는 수식입력을 써봤는데(그동안 수식을 사용할 일이 있으면 파워포인트에서 작성하였다) TeX기반으로 되어있어 다른 프로그램과 호환이 될 뿐만 아니라 인터페이스가 좋아서(직관적인데다가 자유로운 수정이 가능하다) 앞으로 잘 사용할 것 같다.