5-4-5. 가수 분해
중화 반응에 의해 주로 생기는 것은 염과 물이지요.
염을 물에 녹이면 수용액이 어떤 성질
-산성, 중성, 염기성-을 띨까?
중화 반응이니까 물론 중성이겠거니 생각하면 안됩니다.
중성일 수도 있지만 아닐 수도 있거든요.
자 이제 그 이유를 화학적으로 따지면
어떤 것인지 공부해 볼까요?
원리를 따지기 이전에 액성을 알아보는
간단한 방법은 다음과 같습니다.
(1) 강한 것과 약한 것이 만나면 강한 것의 성질을 띱니다.
강산 + 강염기 ==> 중성 : NaCl, K2SO4, CaCl2
예를 들어 NaCl은 강산인 HCl과
강염기인 NaOH에 의해 생긴 염이므로 중성이 되는 것이죠.
강산 + 약염기 ==> 산성 : NH4Cl, MgCl2
약산 + 강염기 ==> 염기성 : CH3COONa,Na2CO3
약산 + 약염기 ==> 중성 : CH3COONH4
(2) 둘 다 강할 때는 H+가 있으면 산성, OH-가 있으면 염기성을 띱니다.
NaHSO4 : 강산인 H2SO4와 강염기인 NaOH가 반응하여 생긴 염이지만
염 속에 H+가 남아 있으므로 산성입니다.
Ca(OH)Cl : 강산인 HCl과
강염기인 Ca(OH)2로부터 만들어진 염이지만
염 속에 OH-가 남아 있으므로 염기성입니다.
그러나 강산과 약염기로부터 만들어진 Mg(OH)Cl은 산성을,
약산과 강염기로부터 만들어진 NaHCO3 등은 염기성을 띠는데
비록 OH-, H+가 있다 해도 액성에 영향을 끼치지 못합니다.
위에서 염의 액성을 마치 강산이나 강염기가 결정하는 것처럼 말했으나,
사실은 약산 또는 약염기로부터 비롯된 이온의
가수 분해에 의해서 액성이 결정됩니다.
가령 아세트산의 이온화 상수를 놓고 보면 상온에서 1.8 X 10-5 정도이므로
위의 이온화 상수식에서 볼 때 아세트산 이온(CH3COO-)이 존재하는 양은
매우 적다고 볼 수 있습니다.
이것을 뒤집어 생각하면 아세트산 이온 상태보다는
아세트산(CH3COOH) 분자 상태로 존재하는 것이
훨씬 유리하다는 것이죠.
따라서 아세트산나트륨을 물에 녹이면
일단 거의 대부분 이온화하여 아세트산 이온과 나트륨이온이 생기고
아세트산 이온이 물 분자와 반응하여 다음과 같이 되는데
CH3COO- + H2O --> CH3COOH + OH-
이것을 가수 분해(加水 分解)라 합니다.
이 때 생긴 수산화 이온(OH-) 때문에
아세트산나트륨 수용액은 염기성을 띠게 됩니다.
강산 또는 강염기로부터 비롯된 이온 (Na+, K+, Ca2+, SO42-, Cl-, NO3- 등)은
가수 분해를 하지 않습니다.
(예) NH4Cl 수용액은 다음과 같이 가수 분해합니다.
NH4Cl --> NH4+ + Cl- (물 속에서 거의 100% 이온화)
NH4+ + H2O --> NH3 + H3O+ (NH3 가 약염기이므로
거의 대부분이 NH3 보다 NH4+ 상태)
여기서 생긴 H3O+ 때문에 산성을 나타냅니다.