질산 황산 - jilsan hwangsan

3대 강산(强酸). 염산, 황산, 질산

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염산> 황산> 질산 순으로 더 강산입니다.

▶ 균형 맞춘 이온 반응식

HCl(aq) → H^+(aq) + Cl^-(aq)

H2SO4(aq) → 2H^+(aq) + SO4^2-(aq)

HNO3(aq) → H^+(aq) + NO3^-(aq)

( 참고: 산의 정의 https://ywpop.tistory.com/2696 )

( 참고: 6대 강산 https://ywpop.tistory.com/5514 )

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[진한 황산을 묽혀서 사용할 때 주의사항]

황산은 묽은 황산이 강한 산입니다.

시판되는 진한 황산은 황산의 질량비가 96~98% 이상의 수용액인데, 물이 거의 없기 때문에 이온화되는 황산이 거의 없어서 거의 산성을 나타내지 않습니다.

대신 탈수력이 강력해서 진한 황산 역시 매우 위험한 물질입니다.

진한 황산은 물과 만나면 급격히 이온화되는데, 이때 용액이 끓어 튈 정도로 한꺼번에 많은 열이 방출되기 때문에, 실험실에서 진한 황산과 물을 혼합하여 묽은 황산 용액을 만들 때는, 반드시 비커 등과 같은 용기에 다량의 물을 먼저 넣고 여기에다 진한 황산을 몇 방울씩 천천히 떨어뜨려 만들어야 합니다.
그 이유는 진한 황산(d 1.84)은 물보다 비중이 크기 때문에, 진한 황산 방울을 물에 떨어뜨리면 물속으로 가라앉으면서 열이 분산되므로, 황산 용액이 밖으로 튀지 않습니다.

만약 반대로 진한 황산에다 물을 떨어뜨리면 물이 황산 위에 뜬 상태에서 끓기 때문에 황산 용액이 밖으로 튈 수 있습니다.

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/6158 ] 메스플라스크 사용법. 부피플라스크 사용법.

[키워드] 황산의 묽힘, 황산을 묽힐 때

황산과 질산의 산의 세기 비교

- 음이온의 공명 구조로 설명할 수 없을 경우

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황산은 질산보다 더 강한 산이다.

Sulfuric acid is a stronger acid than nitric acid.

이들 산에서 모든 수소 원자는 산소 원자에 붙어있다.

All of the hydrogen atoms are attached to oxygen atoms in these acids.

황산이 왜 더 강한 산인지를 알아보기 위해서는 루이스 전자-점 구조식을 그려서 형식 전하를 계산해볼 필요가 있다.

We need to draw out the electron-dot formulas for these compounds and calculate formal charges to see the logic in this order.

황산에서 황(S) 원자는 +2의 형식 전하를 가진다는 것에 주목하라.

Note that sulfuric acid has two full positive charges on sulfur.

이 때문에 황 원자는 연결된 산소 원자들로부터 전자들을 끌어당길 수 있으며, 이 효과는 산소 원자들의 전기음성도를 증가시킨다.

This has the effect of pulling electrons from the attached oxygen atoms which increases the apparent electronegativity of the oxygen atoms.

그 결과, 황산에 존재하는 수소 원자는 질산에 존재하는 수소 원자보다 더 많은 양(+)의 성질을 가진다. 왜냐하면, 질산에서 질소(N) 원자는 단지 +1의 형식 전하를 가지기 때문이다.

Therefore the hydrogen atom has more positive character than the hydrogen atom in nitric acid because nitric acid has only a single positive charge on the nitrogen atom.

황산에서, 즉 S–O-H에서 S는+2의 형식 전하로 O 쪽의 전자들을 끌어당기므로, 그만큼 O-H 사이의 결합 전자가 부족해지므로, H는 더 쉽게 떨어질 수 있다.