강한산

요약 물에 녹였을 때 거의 완전히 이온화되어 수소이온을 많이 내놓는 물질로 대표적인 것이 염산이다.

강한산과 약한산
염산(HCl)은 물에 녹았을 때 90% 이상 이온화되어 염산 분자 개수와 거의 비슷한 양의 수소이온을 내놓는다. 물에 녹아 수소이온을 내놓는 물질을 산이라 하며 그 중에서도 염산처럼 그 능력이 매우 뛰어난 물질을 강한산, 혹은 강산이라고 한다. 식초의 성분인 아세트산(CH₃COOH)은 물에 녹아 수소이온을 내놓기는 하지만 그 능력이 약해 많은 수소이온을 만들지 못한다. 이러한 산을 약한산, 혹은 약산이라고 부른다. 산이 녹아 해리되면서 수소이온이 많아진 용액은 산성을 띠게 된다.

산·염기 중화반응
산은 수소이온(H⁺)을 내놓으려 하는 반면 염기는 수산화 이온(OH^-)을 내놓는 성질이 있어 산과 염기가 만나면 수소이온을 주고 받으며 중화반응을 일으킨다.

강한산과 강한염기의 중화반응
같은 몰 수의 수소이온과 수산화 이온을 내는 강한산과 강한염기를 반응시키면 용액은 중성을 띤다. 그러나 폭발적인 중화반응이 일어나므로 매우 위험하다.

강한산과 약한염기의 중화반응과 가수분해
강한산과 약한염기를 반응시키면 가수분해가 일어나 산성을 띤다.
예를 들어, 염산과 수산화암모늄이 각각 물에 녹아 해리되는 반응을 살펴보면 아래와 같다.
① HCl -> H⁺ + Cl^-
② NH4OH -> NH4⁺ + OH^-

위의 두 반응은 사실 한쪽 방향으로만 진행되는 것이 아니라 거꾸로 오른쪽 두 이온들이 결합해 HCl, NH₄OH가 만들어지는 반응(역반응)도 일어날 수 있다.

물 속에 염산과 수산화암모늄을 넣으면 각각이 해리되어 생긴 H⁺와 OH^-가 반응하며 물을 만드는 반응이 일어난다. 그러나 그뿐만 아니라 염화이온(Cl^-)이 수소이온(H⁺)과 반응하여 HCl을 만들려는 반응도 일어나고 암모늄이온(NH4⁺)이 수산화이온(OH^-)과 결합하여 수산화암모늄(NH₄OH)을 만들려는 반응도 일어나게 된다.

그런데 염산(HCl)은 강산이므로 수소이온(H⁺)을 내놓으려는 힘이 강하고 염화이온(Cl^-)과 수소이온(H⁺)이 결합하여 HCl을 만드는 힘은 상대적으로 매우 작아 무시할 수 있다. 즉 정반응이 매우 우세하여 역반응에 의한 영향을 고려하지 않아도 된다.
반면 수산화암모늄은 약염기이기 때문에 수산화암모늄이 해리되어 암모늄이온(NH₄⁺)과 수산화이온(OH^-)를 만들려는 힘은 작고 거꾸로 수산화암모늄이 만들어지려는 힘은 크다. 즉 ②번 반응은 역반응이 우세한 반응이다. 따라서 암모늄이온(NH₄⁺)은 물로부터 수산화이온(OH^-)을 빼앗아 역반응을 진행시킨다. 즉 물이 H₂O-> H⁺ + OH^-로 이온화 하고 OH^-를 NH₄⁺과 결합하는데 쓰게 된다. 이때 물에서 해리된 H⁺는 그대로 남아있기 때문에 수용액 속에는 수소이온의 농도가 수산화 이온의 농도보다 높아지게 되고, 용액은 산성을 띠게 된다.