산과 염기 - 산

안녕하세요.

제주도에서 중·고등학생을 대상으로 개인&그룹 과학수업을 하고 있는 달빛과학 입니다.

먹음직스러운 오렌지 사진입니다. 사진을 보시는 순간 입에 군침이 도시는 분들도 있겠네요.

(2학년 과학 단원 중 '자극과 반응'에서 배운 조건반사가 일어난 겁니다 ^^)

오렌지의 새콤달콤한 맛 중에 신맛은 오렌지의 과즙이 '산성'이기 때문에 나타나는 것입니다. 산성인 물질들은 신맛이 난다는 것 이외에도 여러가지 성질을 가지고 있습니다.

이번 시간에는 5단원의 첫 시작인 '산과 염기' 중에서 '산'에 대해서 공부해보겠습니다. 5단원을 학습하기 전에 아래 자료들을 먼저 공부하시고 이온식과 화학식을 꼭 암기하시는 것이 좋습니다.

● 원소와 원자

● 원소. 원소기호

● 원자와 이온

● 여러가지 이온, 이온식

● 물질의 표현 - 화학식

*** 여러가지 산의 화학식과 이온화

■ 여러가지 산의 화학식

중학교 과정에서 배우는 산의 종류는 염산, 황산, 질산, 아세트산, 탄산, 폼산 등입니다.

그렇다면 우리가 알아야할 여러가지 산의 화학식을 한 번 알아보겠습니다.

화학식을 보니까 벌써부터 머리가 지끈거리시죠? ^^

모든 산의 화학식을 암기할 필요는 없답니다. 하지만 이 산들이 물에 녹았을 때 어떻게 이온화가 되는지는 꼭 알아야 합니다.

■ 산의 이온화

위에서 본 산들은 물에 녹으면 양이온과 음이온으로 분리가 됩니다. 

이렇게 물질이 양이온과 음이온으로 분리가 되는 현상을 '이온화'라고 합니다. 

이온화가 되는 과정을 화학반응식으로 한 번 써보겠습니다. 공통점을 찾아보세요.

공통점을 찾으셨나요?

맞습니다. 여러가지 산들은 물에서 이온화가 되면 모두 '수소이온'을 내어놓습니다.

그래서 산은 종류가 다르더라도 공통적인 성질을 나타나게 됩니다.

산의 종류마다 모두 성질이 조금씩 다른 이유는 음이온이 다르기 때문입니다.

- 산의 공통적인 성질이 나타나는 이유: 양이온(수소이온) 때문!

- 산마다 조금씩 성질이 다른 이유: 음이온 때문!

그렇다면 이제 '산'에 대해서 조금 더 알아볼까요?

*** 산과 산성

■ '산'의 정의

수용액에서 이온화하여 수소이온을 내놓는 물질

※ 수용액 [水溶液]

- 한자 풀이: 물 水, 녹일 溶, 진액 液

- 어떤 물질을 물에 녹인 용액을 말합니다. (물이 용매인 용액)

■ 산의 공통적인 성질 = 산성

여러가지 산이 가지고 있는 공통적인 성질을 산성이라고 합니다.

산은 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다.

1. 대부분 신맛이 난다.

2. 물에 녹으면 이온화가 되어서 전류가 흐른다.

3. 금속과 반응하면 수소 기체가 발생한다.

4. 탄산칼슘과 반응하면 이산화탄소 기체가 발생한다.

▲ 마그네슘, 아연 등과 같은 금속과 반응하면 수소 기체가 발생합니다.

▲ 달걀 껍데기의 주성분인 탄산칼슘과 반응하면 이산화 탄소 기체가 발생합니다.

■ 지시약의 변화

지시약과 색의 변화를 꼭 읽고 암기하셔야 해요.

● 산과 염기 - pH, 지시약

간단하게 표로 작성한 것입니다.

■ 산의 세기

산의 종류가 여러가지인 것처럼 산의 세기도 다양합니다.

산의 세기는 수용액에서 이온화가 되는 정도에 따라 달라집니다.

산의 성질은 양이온인 수소이온 때문에 나타난다고 배웠지요? 그렇기 때문에 물에 녹아서 이온화가 잘 되어 수소이온을 많이 내어놓으면 산의 세기가 강하고, 이온화가 잘 되지 않는 산은 세기가 약합니다.

▶ 강산

- 수용액에서 대부분 이온화하여 수소이온을 많이 내어놓는 산

- 이온화가 잘 되어있기 때문에 전류가 강하게 흐름

- 종류: 염산, 황산, 질산

▶ 약산

- 수용액에서 일부만 이온화하여 수소이온을 조금만 내어놓는 산

- 이온화가 잘 안되어 있어서 전류가 약하게 흐름

- 종류: 아세트산, 탄산

이온화하는 정도를 그림으로 나타내면 아래와 같아요.

*** 여러가지 산

이제 여러가지 종류의 산에 대해서 알아보겠습니다. 각 산의 특징들을 잘 구분해야 합니다.

■ 염산

염산은 염화 수소 기체를 물에 녹인 액체입니다.

염산은 수용액에서 이온화가 매우 잘 되는 강산입니다.

또한 냄새가 굉장히 자극적이기 때문에 조심히 맡아야 합니다.

2학년 때 배웠던 것처럼 염산은 우리 몸에 위액의 주 성분입니다.

▲ 염산에서 나오는 염화 수소 기체와 암모니아 기체가 만나면

흰 연기처럼 보이는 염화 암모늄이 만들어집니다.

반응식은 아래와 같습니다.

■ 황산

황산은 수분을 흡수하는 성질이 매우 강해서 탈수제나 건조제를 만들 때 사용합니다.

하얀 설탕에 진한 황산을 넣으면 수분이 모두 없어져 설탕에 있던 탄소 성분만 남아서 까맣게 변하면서 부풀어오릅니다. 역시 황산도 강산입니다.

실험 동영상을 한 번 보실까요?

'sulfuric acid'가 바로 '황산'입니다.

■ 질산

질산은 빛에 의해서 분해되는 성질이 있기 때문에 보관할 때에는 꼭 갈색병에 보관해야 합니다.

질산도 수용액에서 이온화가 잘 되는 강산입니다.

■ 아세트산

여러분 혹시 '빙초산'이라고 들어보셨나요? 슈퍼에서도 판매하는 식용 제품입니다.

이 빙초산이 바로 아세트산입니다. 아세트산을 3~6% 정도로 희석하여 가공한 제품이 우리가 먹는 '식초'가 되겠습니다. 아세트산은 우리가 먹을 수 있을 정도로, 약산으로 분류합니다.

■ 탄산

탄산음료. 좋아하시나요?

탄산음료는 바로 탄산이 녹아있는 음료입니다. 이산화 탄소를 물에 녹인 산이죠. 그렇다면 콜라의 액성은? 네, 바로 약한 산성이 되겠지요.

여러가지 산을 다시 간단하게 정리해볼게요.

- 염산: 염화수소를 물에 녹인 것. 암모니아와 반응하여 흰색 기체(염화 암모늄) 생성. 강산

- 황산: 수분을 흡수하는 성질이 강해 건조제, 탈수제에 사용. 설탕을 까맣게 만듬. 강산

- 질산: 빛에 의해 분해되기 때문에 갈색병에 보관. 강산

- 아세트산: 빙초산이라고도 하며 희석해서 식초로 만듬. 약산

- 탄산: 이산화 탄소를 물에 녹인 산. 탄산음료에 들어있음. 약산

지금까지 '산과 염기' 중 산에 대해서 알아보았습니다. 산의 성질과 이온화 반응식, 여러가지 산의 특징들을 여러번 반복해서 공부하셔야 합니다. 그리고 다음 시간에 배울 염기와 비교하는 과정도 필요합니다. 그럼 다음시간에는 염기에 대해서 공부해볼게요!

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