산의 이온화 반응식과 염의 이온화 반응식

산의 이온화 반응식이란, 산이 물에 녹아서 수소 이온과 산기 이온으로 분리되는 반응식을 말합니다. 예를 들어, 염산은 물에 녹아서 다음과 같이 이온화합니다.

$HCl + H_2O ⇌ H_3O^+ + Cl^-$

 

★ 참고 _ 무조건 암기할 원자단

★ 참고 _ 산화수를 구하는 규칙과 계산 방법

 

 

1. 산의 이온화 반응식 이해하기

탄산$(H_2CO_3)$이 이온화되면 $2H^+$와 $CO_3^2$$^+$가 되는 이유를 알게 되면 산의 이온화식은 쉽게 이해할 수 있게 됩니다.

    

 

    1) $H$원자 다음에 오는 숫자는 $H^+$ 이온의 개수입니다. 

         모든 산의 화학식에서 수소($H$) 원자 다음에 오는 숫자는 수소($H$) 원자의 개수($H^+$ 이온의 개수)를 나타냅니다.

산의 종류	H 원자 개수	이온화식
$HCl$	1개	$H^+$
$HNO_3$	1개	$H^+$
$H_2CO_3$	2개	$H^2$$^+$
$H_2SO_4$	2개	$H^2$$^+$
$H_3PO_4$	3개	$H^3$$^+$

 

         - 3대 강산 : $HCl, H_2SO_4, HNO_3$

            위 3개의 강산은 물에서 이온화되면, 양이온($H^+$)을 내놓습니다.

 

산의 종류	이온화식
$HCl$	$H^+$ + $Cl^-$
$HNO_3$	$H^+$ + $NO_3^-$
$H_2CO_3$	$H^2$$^+$ + $CO_3^2$$^-$
$H_2SO_4$	$H^2$$^+$ + $SO_4^2$$^-$
$H_3PO_4$	$H^3$$^+$ + $PO_4^3$$^-$

 

 

    2) 다원자 이온에서 각 원자의 산화수의 총합은 이온의 전하와 같습니다.

         -  화합물은 전기적으로 중성이므로, 음이온의 전하는 다음과 같이 결정됩니다.

            ① 양전하 + 음전하 = 0       

            ② (양이온의 개수 × 양이온의 전하) + (음이온의 개수 × 음이온의 전하) = 0

산의 종류	이온화식	이온의 전하
$HCl$	$H^+$ + $Cl^-$	(+1) + (-1) = 0
$HNO_3$	$H^+$ + $NO_3^-$	(+1) + (-1) = 0
$H_2CO_3$	$H^2$$^+$ + $CO_3^2$$^-$	2(+1) + (-2) = 0
$H_2SO_4$	$H^2$$^+$ + $SO_4^2$$^-$	2(+1) + (-2) = 0
$H_3PO_4$	$H^3$$^+$ + $PO_4^3$$^-$	3(+1) + (-3) = 0

 

         - 2가산 : $H_2SO_4$

            $H_2SO_4$는 2개의 H원자를 가지고 있습니다. 이때 이온화가 되면 $H^+$의 양이온 2개도 내어놓게 됩니다. 이러한 이유로 2가 산이라고 합니다. 여기서 $SO_4^2$$^-$는 원자단이기 때문에 한 덩어리로 이온화되는 되는 것에 주의하시기 바랍니다.

$H_2SO_4(aq)$ → $2H^+(aq)$ + $SO_4^2$$^-(aq)$

 

참고로 $HNO_3(aq)$ → $H^+(aq)$ + $NO_3^-(aq)$에서 $NO_3^-$도 원자단이므로 이온화는 한 덩어리로 됩니다.

 

 

   3)  $NO_3^-$, $CO_3^2$$^-$, $SO_4^2$$^-$, $PO_4^3$$^-$ 등은 원자단입니다.

         원자단은 하나로 움직이기 때문에 이온화가 될 때에도 하나로 이온화가 되는 것에 주의 하시기 바랍니다. 참고로 원자단은 무조건 암기하시기 바랍니다. (오늘 포스팅을 이해하면 사실 암기할 필요는 없습니다. ^^)

 

 

 

2. 아세트산$(CH_3COOH)$의 이온화식

     $CH_3COOH(aq)$  ⇌ $H^+(aq) + CH_3COO^-(aq)$

    ① $HCl, H_SO_4$는 무기산인데 반하여 $CH_3COOH$는 유기화합물 즉, 유기산입니다.

     ② $CH_3COOH$의 구조식(이온화식 이해하려면 구조식을 알아야 합니다.)

           - 아세트산의 실험식 : $CH_2O$

           - 아세트산의 분자식 : $C_2H_4O_2$

           - 아세트산의 시성식 : $CH_3COOH$

아세트산의 구조식

               - 아세트산($CH_3COOH$)에서 카르복실기($-COOH$)는 산의 성질을 가지고 있습니다. $H$원자가 이온화되는 이유는 카르복실기($-COOH$)가 존재하기 때문입니다.

 

 

 

3. 염의 이온화 반응식

    ① 수산화나트륨

           $NaOH(aq) → Na^+(aq) + OH^-(aq)$

 

    ② 탄산칼슘

           $CaCO_3(s)$ ⇌ $Ca^2$$^+(aq)$ + $CO_3^2$$^-(aq)$

 

     ③ 염화나트륨

          $NaCl(aq) → Na^+(aq) + Cl^-(aq)$

 

     ④ 탄산수소나트륨

          $NaHCO_3(aq) → Na^+(aq) + HCO_3^-(aq)$

 

     ⑤ 수산화마그네슘

           $Mg(OH)_2(s)$  ⇌ $Mg^2$$^+(aq)$ + $2OH^-(aq)$

 

     ⑥ 염화칼슘

          $CaCl_2(aq) → Ca^2+(aq) + 2Cl^-(aq)$

 

 

 

이번 시간에는 산의 이온화 반응식과 염의 이온화 반응식에 대해 공부를 했습니다. 그렇게 어렵지 않은 내용입니다. 자주 보고, 자주 써보고 하면서 공부해 보세요. 금방 몸이 기억하게 될 것입니다.