비산화 산이란 무엇입니까?

산-염기 반응과 산화-환원 반응은 두 가지 일반적이며 매우 다른 종류의 화학 반응입니다. 산-염기 반응은 관련 원자의 산화 상태 변화 없이 산성 종과 염기성 종 사이의 이온 교환을 포함하는 반면, 산화-환원 반응은 산화 상태에 영향을 미치는 전자 교환을 포함합니다.

이러한 근본적인 차이점 외에도 산-염기 및 산화-환원 반응에는 다양한 유형의 화학 시약이 포함됩니다. 산-염기에는 산과 염기의 개입이 필요하고 산화-환원에는 산화제 와 환원제가 필요합니다. 두 종류의 화학 반응 에 모두 참여할 수 있는 일부 화합물이 있는 반면 다른 그룹의 화합물은 둘 중 하나만 참여할 수 있습니다. 비산화성 산은 이 두 번째 그룹에 속하는 화학 물질의 예입니다.

물질이 비산화성 산이라는 것이 무엇을 의미하는지 이해하려면 먼저 산이 무엇인지, 산화제가 무엇인지 이해해야 합니다.

산이란 무엇입니까?

산과 염기에는 여러 가지 개념이 있습니다. Arrhenius 산-염기 이론의 관점에서 산은 수용액에서 이온화할 수 있는 물질로 H ⁺ 이온 (양성자)을 용액으로 방출합니다. Brønsted 및 Lowry 이론의 관점에서 산은 양성자를 염기에 제공할 수 있는 물질입니다. 루이스 이론은 배위 공유 결합에서 한 쌍의 전자를 받을 수 있는 전자 결핍 화학 종으로 산을 정의합니다.

모든 정의 중에서 Lewis의 정의는 가장 광범위하며 우리가 산 으로 알고 있는 모든 물질을 포함합니다 . 이 개념은 어떤 물질이 산으로 작용하려면 염기로 작용하는 다른 물질과 반응해야 한다는 것을 의미합니다.

산화제란?

산화제는 다른 화학 물질에서 하나 이상의 전자를 제거할 수 있는 물질입니다. 이 과정에서 산화제가 환원되고 다른 물질(환원제라고 함)이 산화됩니다. 즉, 산화제는 다른 물질을 산화시킬 수 있는 물질이며 이러한 능력 때문에 이름이 붙여졌습니다.

좋은 산화제의 주요 특징은 환원 전위가 높다는 것입니다. 이것은 그들이 환원하는 경향이 강하다는 것을 나타내며, 이는 다시 그들이 다른 종을 산화시키는 능력이 크다는 것을 의미합니다.

비산화 산이란 무엇입니까?

이전 개념을 바탕으로 비산화 산이 무엇인지 에 대한 일반적인 정의를 세울 수 있습니다 . 이런 의미에서 비산화성 산은 양성자를 다른 사람에게 줄 수 있거나 배위 공유 결합의 형태로 한 쌍의 전자를 받아들일 수 있지만 환원되는 경향은 없는 모든 화학 물질이라고 말할 수 있습니다. 또는 다른 화학종으로 산화됩니다 . 즉, 비산화성 산은 환원 전위가 상대적으로 낮은 산이다.

이 정의는 오해의 소지가 있으므로 주의해야 합니다. 모든 Arrhenius 또는 Brønsted 및 Lowry 산은 양성자 또는 H ^{+ 이온을 생성합니다.}이들은 분자 수소로 환원되어 산화제로 작용할 수 있습니다. 이러한 관점에서 모든 Arrhenius 또는 Brønsted 및 Lowry 산은 산화성 산이라고 말할 수 있습니다. 그러나 이것은 그렇게 간주되지 않습니다. 혼동을 피하기 위해 산화성 산은 용액에서 수소보다 환원 전위가 더 큰 일부 화학종을 생성하는 산으로 간주됩니다. 환원전위는 표준수소전극을 기준으로 측정되며, 정의상 0의 값이 부여되기 때문에 산화제의 개념은 환원전위가 양(+)인 물질로 재해석된다.

따라서 우리는 비산화성 산을 다른 것에 양성자를 제공할 수 있거나 배위 공유 결합의 형태로 한 쌍의 전자를 수용할 수 있는 화학 물질로 정의할 수 있습니다. 음의 환원 전위 수소보다 크다 .

비산화성 산의 특성

비산화성 산은 산의 일반적인 특성과 산을 비산화성으로 만드는 일부 다른 특성을 가지고 있습니다. 이러한 기능은 다음과 같습니다.

• 그들은 신맛이 나는 물질입니다.
• 그들은 일반적으로 물에 용해됩니다.
• 그들은 산성 pH(7 미만)의 수용액을 생성합니다.
• 강산과 약산이 될 수 있습니다.
• 그들은 전자를 받거나 수축하는 경향이 없습니다.
• 그들은 환원 전위가 0보다 크거나 같은 이온을 생성하지 않습니다.
• 쉽게 줄어들지 않습니다.
• 그들은 피부와 다른 유기 조직을 부식시키고 자극할 수 있습니다.
• 활성 금속과 반응하여 기체 수소를 생성할 수 있습니다.

왜 일부 산은 산화되고 다른 산은 산화되지 않습니까?

산화성 산과 비산화성 산이 있는 이유는 단순히 산도와 환원 전위가 반드시 서로 관련이 있는 것은 아니기 때문입니다. 산도는 짝염기의 안정성에 대한 산의 안정성의 함수입니다. 고도로 산성인 물질은 짝염기로 전환 시 안정화되는 매우 불안정한 구조를 갖거나 특히 안정한 짝염기를 형성합니다. 또는 둘 다 동시에 발생할 수도 있습니다.

대신, 물질이 산화제로 거동하는 능력은 환원 전위와 환원된 종의 안정성에 따라 달라지며, 이는 공액 염기와 다릅니다.

산화성 산과 비산화성 산의 차이점에 대한 두 가지 예시

많은 무기산은 강산인 동시에 좋은 산화제입니다. 전형적인 예는 질산(HNO ₃ )으로, 물에서 해리되면 쉽게 일산화질소(NO)로 환원될 수 있는 질산 이온(NO ₃ ^{– )을 생성합니다.} 질산염은 상대적으로 높은 +1.10V의 양의 환원 전위를 가지므로 우수한 산화제입니다.

질산염이 좋은 산화제인 이유는 이 이온에 대한 모든 안정한 공명 구조에서 질소가 전기음성도가 높은 원소라는 사실에도 불구하고 중심 질소 원자가 양의 형식 전하를 띠기 때문입니다. 이것은 질소가 전자를 집어 들고 환원하려는 강한 경향을 갖도록 합니다.

이것은 강한 무기산 이지만 산화제가 아닌 염산(HCl)과 대조됩니다. 염산의 짝염기, 즉 염화물 이온(Cl- ⁾ 은 전체 옥텟을 가지며 또한 전기음성도가 높은 원자에 음전하를 띠므로 이상적인 상황입니다. 사실, 염소는 염소 이온 이상으로 환원될 수 없으므로 HCl이 산화제로 작용하는 것은 불가능합니다(H+가 산화제가 아닌 한, 앞서 본 것처럼 ^H +는 포함되지 않습니다).

비산화성 산의 예

비산화성 산이 많이 있습니다. 대부분의 유기산은 비산화성이며 모든 수산화물도 비산화성입니다. 아래는 실험실에서 일반적으로 사용되는 13가지 비산화 산 목록입니다.

참조

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