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중학교 3학년 (14-15세)

산·염기 반응

Acid-Base Reactions

레몬즙과 식초는 시고, 비눗물은 손에 묻으면 미끈거려요. 이 차이는 물에 녹았을 때 어떤 이온이 생기느냐에서 와요. 산은 물에 녹아 수소 이온(H⁺)을 내놓고, 염기는 물에 녹아 수산화 이온(OH⁻)을 내놓으며, 그 세기는 pH라는 0 ~ 14의 숫자로 나타내요. 첫 번째 그림에서 용액을 바꾸면 비커 속 이온의 종류가 달라지고, 두 번째 그림에서 pH를 움직이면 리트머스 · BTB · 페놀프탈레인이 각자 정해진 pH에서 색을 바꿔요. pH 7이 중성이고, 7보다 작을수록 산성이, 클수록 염기성이 강해요.

산성과 염기성

🧪 신맛과 미끈한 느낌의 정체
①레몬즙 · 식초의 신맛은 수소 이온(H⁺) 때문이다
②비눗물 · 하수구 세정제의 미끈한 느낌은 수산화 이온(OH⁻) 때문이다
③산은 물에 녹아 H⁺를 내놓는 물질이고, 마그네슘 같은 금속과 만나면 수소 기체가 나온다
④염기는 물에 녹아 OH⁻를 내놓는 물질이고, 단백질을 녹여 손이 미끈거린다
산성 용액 (염산 HCl)
📝 비커 속 이온
①산성: 염산 HCl → H⁺ + Cl⁻
②염기성: 수산화 나트륨 NaOH → Na⁺ + OH⁻
③중성: 소금물 속에는 Na⁺와 Cl⁻만 있고 H⁺도 OH⁻도 남지 않는다

지시약과 pH

🌈 지시약으로 산과 염기 구별하기
①리트머스 종이: 산성에서 푸른색이 붉은색으로, 염기성에서 붉은색이 푸른색으로 바뀐다
②BTB 용액: 산성 노란색, 중성 초록색, 염기성 파란색
③페놀프탈레인 용액: 산성 · 중성에서는 무색, 염기성(pH 약 8.2 이상)에서 붉은색
④지시약마다 색이 바뀌는 pH 구간이 달라서, 중성을 확인할 때는 BTB가 편하다
pH 3

pH 척도

📏 pH란
①pH는 용액이 얼마나 산성인지, 염기성인지를 0 ~ 14의 숫자로 나타낸 값이다
②pH 7은 중성이다(순수한 물)
③pH가 7보다 작을수록 산성이 강하다. 위액은 약 2, 식초는 약 3이다
④pH가 7보다 클수록 염기성이 강하다. 비눗물은 약 10, 하수구 세정제는 약 13이다

총정리

산
산 → H⁺(수소 이온)를 내놓는다
예: HCl → H⁺ + Cl⁻
염기
염기 → OH⁻(수산화 이온)를 내놓는다
예: NaOH → Na⁺ + OH⁻
pH 척도
pH < 7 산성 | pH = 7 중성 | pH > 7 염기성
7에서 멀어질수록 산성이나 염기성이 강하다
🎯 시험에서 자주 묻는 것
①산: H⁺를 내놓고 신맛이 나며 금속과 반응해 수소 기체가 나온다
②염기: OH⁻를 내놓고 쓴맛이 나며 단백질을 녹인다
③pH 7은 중성, 작을수록 산성, 클수록 염기성이다
④리트머스: 산성에서 붉은색, 염기성에서 푸른색
⑤페놀프탈레인: 염기성에서만 붉은색, BTB: 노랑 · 초록 · 파랑

예제와 단원평가

예제 1
산과 염기는 물에 녹았을 때 각각 어떤 이온을 내놓는가? 염산과 수산화 나트륨을 예로 식으로 쓰시오.
1
산은 물에 녹아 수소 이온을 내놓는다. 염산은 HCl → H⁺ + Cl⁻로 이온화한다.
2
염기는 물에 녹아 수산화 이온을 내놓는다. 수산화 나트륨은 NaOH → Na⁺ + OH⁻로 이온화한다.
▸ 산은 H⁺(HCl → H⁺ + Cl⁻), 염기는 OH⁻(NaOH → Na⁺ + OH⁻)
여러 산이 공통으로 신맛을 내는 것은 모두 H⁺를 내놓기 때문이다.
예제 2
pH가 2인 용액과 12인 용액은 각각 산성과 염기성 가운데 무엇이며, 페놀프탈레인 용액을 떨어뜨리면 색이 어떻게 되는가?
1
pH 7이 중성이므로 pH 2는 산성, pH 12는 염기성이다.
2
페놀프탈레인은 염기성에서만 붉은색을 띠므로, pH 2 용액은 무색 그대로이고 pH 12 용액은 붉은색이 된다.
▸ pH 2는 산성(무색), pH 12는 염기성(붉은색)
위 그림에서 pH를 8에서 9로 올리면 페놀프탈레인만 무색에서 붉은색으로 바뀌는 것을 볼 수 있다.
단원평가 유형
산과 염기에 대한 설명으로 옳은 것은?
①산은 물에 녹아 OH⁻를 내놓는다
②pH가 7보다 크면 산성이다
③염기성 용액에서 페놀프탈레인은 분홍색을 띤다
④산성 용액은 푸른 리트머스 종이를 더 푸르게 만든다
⑤pH가 작을수록 약한 산이다
▸ ③ 염기성 용액에서 페놀프탈레인은 분홍색을 띤다
1
산은 H⁺를 내놓고(①X·OH⁻는 염기), pH가 7보다 크면 염기성이다(②X).
2
산성 용액은 푸른 리트머스를 붉게 바꾸고(④X), pH가 작을수록 강한 산이다(⑤X). 염기성에서 페놀프탈레인은 분홍색을 띤다(③O).
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