[부활]04.닮은꼴 화학 반응

(1)

1.산화-환원 반응

2.산과 염기

3.중화 반응

닮은꼴 화학 반응

0

4

화학 I

C

h

a

p t e r

(2)

01. 산화-환원 반응

산소에 의한 산화-환원 반응

1) 산소에 의한 산화-환원 반응 ① 산소에 의한 산화-환원 반응 ㉠ 산화 반응 : 원소나 화합물이 산소와 결합하는 반응 ㉡ 환원 반응 : 화합물이 산소를 잃는 반응 ㉢ 산소는 전기 음성도가 크므로 물질이 산소와 결합하면 전자를 잃어 산화되고, 산소와 분리될 때 전자를 얻어 환원된다. 단, 플루오린는 산소보다 전기 음성도가 크므로 산 소와 결합할 때 환원된다. ② 산화-환원 반응의 동시성 한 물질이 산소를 잃고 환원되면 다른 물질이 산소를 얻어 산화되므로 산화 · 환원 반응은 항상 동시에 일어난다. ➜ 산화되는 물질이 얻은 산소 수와 환원되는 물질이 잃은 산소 수는 같다. 2) 여러 가지 산화-환원 반응 ① 산화 반응 ㉠ 호흡 C_H_O_    O_  →  CO_    H_O  ㉡ 연소 C_H_    O_  →  CO_    H_O   ㉢ 철의 부식

Fe  O → FeO

② 환원 반응 ㉠ 철의 제련

F_O_ CO → Fe  CO_

㉡ 광합성

 C O    HO  → CHO    O 

산화-환원 반응

0 ₁

(3)

4-1-1 대표 문항 다음은 산화철(FeO)을 포함하는 철광석을 철로 제련할 때 일어나는 화학 반응의 일부이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? ㄱ. ㉠은 코크스의 불완전 연소에서 생성된다. ㄴ. ㉠은 철광석에 포함된 산화철을 철로 환원시킨다. ㄷ. ㉡을 석회수에 통과시키면 석회수가 뿌옇게 흐려진다. 보기 ① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ 정답 ⑤ ㉠은 C O (일산화탄소)이며, ㉡은 C O_(이산화탄소) 이다. ㄱ. C O 는 코크스의 불완전연소로 발생하는 물질이며, 완전 연소하면 CO_가 생성된다. ㄴ. C O 가 CO_로 산화하며 철광석의 산화철을 철로 환원시킨다.

ㄷ. C O_를 석회수(Ca O H 수용액)에 통과시키면 앙금(CaCO)이 생성되어 뿌옇게 흐려진다.

전자 이동에 의한 산화-화원 반응

1) 전자에 의한 산화-환원 반응 ① 전자에 의한 산화-환원 반응 ㉠ 산화 반응 : 물질이 전자를 잃는 반응 ㉡ 환원 반응 : 물질이 전자를 얻는 반응 ㉢ 수소는 전자를 쉽게 잃기 때문에 물질이 수소와 결합하면 전자를 얻어 환원되고, 수 소와 분리될 때 전자를 잃어 산화된다. 단, 금속은 수소보다 전기 음성도가 작으므로 수소와 결합할 때 산화된다. ② 산화-환원 반응의 동시성 전자를 내놓는 물질이 있으면 반드시 전자를 얻는 물질이 있으므로 산화 · 환원 반응은 항상 동시에 일어난다. ➜ 산화되는 물질이 잃은 전자 수와 환원되는 물질이 얻은 전자 수는 같다. 기준 산화 환원 산소 얻음 잃음 전자 잃음 얻음

(4)

01. 산화-환원 반응 2) 금속의 반응성 ① 금속이 전자를 잃고 양이온이 되려는 경향 이온화 경향이 크다 = 전자를 잃기 쉽다 = 양이온 되기 쉽다 = 산화되기 쉽다 = 환원력이 크다 = 부식되기 쉽다 ② 금속의 이온화 경향과 반응성 이온화 경향 K  C a  N a  Mg  A l  Zn  F e  N i  Sn  P b  H   C u  H g  A g  P t  A u 반응성 크기 크다 ← → 작다 3) 여러 가지 산화-환원 반응 ① 금속과 비금속의 반응 Mg   O  → Mg   O  → MgO   ② 할로젠 원소의 반응 C l  I → Cl  I  ③ 금속과 금속염 반응 Fe   Cu _{ → Fe} _{  Cu  } 4) 철의 부식 ① 철의 부식 ㉠ 철의 부식 조건

Fe

_

O

_

·H

_

O

㉡ 철의 부식과 전해질 :철의 부식 과정에서전자가 이동하므로, 물에 전해질이 녹아 있는 경우 전자의 이동이 빨라져 부식되는 속도가 빨라진다. ② 철의 부식 방지 ㉠ 접촉 방지법 : 공기와 물이 철과 접촉하지 못하게 하여 철의 부식을 방지한다. ➜ 기름칠, 페인트, 도금 함 석 양 철

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㉡ 성질개조법 : 철에 크로뮴, 니켈 등을 섞어 만든 스테인 리스 스틸 합금은 부식에 강한 성질을 갖는다. ㉢ 희생양극법 : 철보다 반응성이 큰 금속을 철에 부착하여 철보다 먼저 부식되도록 하여 철의 부 식을 방지한다. ➜ 음극화 보호법 4-1-2 대표 문항 다음은 철의 부식에 대해 알아보기 위한 실험이다. 【실험 과정】 같은 농도의 소금물이 들어 있는 두 페트리 접시에 거름종이를 올려놓고 그림과 같이 장치한다. 일정 시간이 지난 후, 철의 부식 정도를 관찰한다. (가) (나) 【실험 결과】 (가)의 철은 부식이 많이 되었고, (나)의 철은 거의 부식되지 않았다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A , B 는 임의의 금속 원소이다.) [3점] ㄱ. (가)에서 반응성은 금속 A 보다 철이 크다. ㄴ. (나)에서 전자는 금속 B 에서 철로 이동한다. ㄷ. 금속 B 를 A 로 도금하였을 때, 흠집이 생기면 B 의 산화가 촉진된다 보기 ① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ 정답 ⑤ ㄱ. 반응성은 A < F e < B 이다. ㄴ. B 의 반응성이 크므로 전자는 B 에서 F e로 이동한다. ㄷ. 반응성이 큰 B 를 반응성이 작은 A 로 도금했을 때 흠집이 생기면 반응성이 큰 B 의 산화가 촉진된다.

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01. 산화-환원 반응

산화수에 따른 산화-환원 반응

1) 산화수 ① 산화수 : 분자나 이온을 구성하는 원자가 가지는 상대적인 전자 수를 산화수라 하며, 공 유 결합에서는 전기 음성도가 강한 원자가 공유 전자를 모두 가진다고 가정한다. ② 산화수를 정하는 규칙 ㉠ 홑원소 물질을 구성하는 원자의 산화수는 이다. ㉡ 전기적으로 중성인 화합물을 구성하는 각 원자들의 산화수의 총합은 이다. ㉢ 단원자 이온의 산화수는 그 이온의 전하와 같다. ㉣ 다원자 이온을 구성하는 각 원자들의 산화수의 총합은 다원자 이온의 전하와 같다. ㉤ 산화물에서 산소의 산화수는  이다. 단, 과산화물에서 산소의 산화수는  이며, O F_에서 산소의 산화수는  이다. ㉥ 수소 화합물에서 수소의 산화수는  이다. 단, 금속의 수소 화합물에서 수소의 산화 수는  이다. * O F_에서 산소의 산화수 * O F_에서는 산소의 전기 음성도가 플루오르의 전기 음성도보다 작기 때문에 산소가 공유 전자쌍을 빼앗겨 산화수가  가 된다. 2) 산화수의 주기성 ① 원자가 비활성 기체와 같은 전자 배치를 이루기 위해 잃거나 얻은 전자 수가 산화수이 다. ② 원자의 최대 산화수는 원자가 전자 수를 넘지 못한다. ③ 한 원자가 여러 가지 산화수를 가질 수 있다. 결합하는 원자의 상대적인 전기 음성도에 따라 전자를 잃거나 얻을 수 있기 때문이다. Magic Study 산화수 다음 물질에서 황의 산화수를 각각 구하시오. (1) S_ (2) H_S (3) SO_ (4) SO_  답_{(1)  (2)   (3)   (4)  }

(7)

3) 산화수에 의한 산화-환원 반응 ① 산화수와 산화-환원 반응 MnO_ HCl → MnC l HO  Cl +4 -1 +2 0 산화(산화수 증가) 환원(산화수 감소) ② 산화-환원 반응의 동시성 한 원자의 산화수가 증가하면 다른 원자의 산화수는 감소하므로 산화 · 환원 반응은 항상 동시에 일어난다. ➜ 산화되는 원자의 증가한 산화수와 환원되는 원자의 감소된 산화수는 같다. 4) 산화제와 환원제 ① 산화제 : 자신은 환원되면서 다른 물질을 산화시키는 물질 ② 환원제 : 자신은 산화되면서 다른 물질을 환원시키는 물질 MnO_ HCl → MnC l HO  Cl 　　+4 　　 -1 +2 　 0 환원(산화제) 산화(환원제) ③ 산화제와 환원제의 상대적 세기 : 전자를 내놓으려는 경향이나 전자를 받으려는 경향은 상대적이므로 산화제의 산화력과 환원제의 환원력의 세기도 상대적이다. SO O → SO +4 +6 산화(환원제) HS  SO → HO  S 　 +4 　 0 환원(산화제)

(8)

01. 산화-환원 반응 5) 산화제와 환원제의 양적 관계 산화 · 환원 반응식의 계수비는 산화나 환원에 필요한 산화제나 환원제의 몰 수비와 같다.  Fe _{ MnO}  H → Fe  Mn  HO 에서 몰의 Fe 으로 산화시키기 위해서는 산화제로 몰의 MnO _{이 필요하다.} 4-1-3 대표 문항 다음은 산성 수용액에서 구리(Cu)와 질산이온(NO)의 산화ㆍ환원 반응식이다. C u  NO  _{ H} → C u   NO  H_O 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점] ㄱ. =4 이다. ㄴ. Cu는 환원된다. ㄷ. N의 산화수는 증가한다. 보기 ① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ 정답 ① 산화수가 증가하는 반응이 산화 반응이고, 산화수가 감소하는 반응이 환원 반응이다. ㄱ. H의 산화수는 변하지 않았으므로 반응 물질과 생성 물질에서 수소 원자 수는 같다. 따라서 수소 원자 수는 8 = 2 이므로  는 4이다. ㄴ. C u 는 Cu _{로 변하였으므로 원자 당 전자 2개를 잃고 산화가 된다.} ㄷ. N O__{에서 N의 산화수( )를 구하면  + (-2) × 3 = -1 ,  = +5이다. N O 에서 N 의 산화수는 +2이다. 따라서 N 의 산화수} 는 3이 감소한다. Magic Study 산화제와 환원제 다음 반응에서 밑줄 친 물질은 각각 산화제인지, 환원제인지 쓰시오. SnC l_+HgCl_ → SnC l_ Hg_C l_ 답 SnC l_ : 환원제, HgC l_ : 산화제

(9)

산화 ․ 환원 반응식

1) 산화수법 Fe  MnO_ H → Fe  Mn  H_O ① 각 원소의 산화수를 조사한다. Fe  _{+ MnO}   + H _→ _Fe  _{+ Mn}  _{+ H} O +2 +7 -2 +1 +3 +2 +1-2 ② 각 원소의 산화수의 변화를 조사한다. Fe  _{+ MnO}   + H _→ _Fe  _{+ Mn}  _{+ H} O 5감소 ③ 증가한 산화수와 감소한 산화수가 같도록 계수를 맞춘다. Fe  MnO H → Fe  Mn  HO

④ 산화수의 변화가 없는 원자들의 개수가 같도록 계수를 맞춘다. Fe  MnO_ H → Fe _{ Mn} _{ H}

O 2) 산화수를 이용한 산화-환원 반응의 균형 맞추기 C u  NO_ H → C u  NO_ H_O C r_O_ _{ Fe} _{ H} _→ _{C r} _{ Fe} _{ H} O 1증가

(10)

02. 산과 염기

산과 염기의 성질

1) 산 ① 산의 성질 ⇨ [H_] ㉠ 신맛이 나며, 산의 수용액은 전류가 흐른다.(전해질이다.) ㉡ 금속과 반응하여 수소기체를 발생한다. Na  HC l → NaC l  H↑ ㉢ 석회석, 대리석 등과 반응하여 이산화 탄소 기체를 발생한다. C aCO_  HCl → CaCl_  H_O  C O_↑ ㉣ 지시약 지시약 산성 중성 염기성 리트머스 빨 파 메틸오렌지 빨 주 노 BTB 노 초 파 페놀프탈레인 무 무 적 ② 산의 이온화 산 → H ₊ _음이온 HC l → H ₊ _{C l} HNO_ → H ₊ _NO  H_SO_ → 2H ₊ _SO   H_C O_ → 2H + C O_  CH_C O O H → H + C H_CO O 2) 염기 ① 염기의 성질 ⇨ [O H] ㉠ 쓴맛이 나며, 손으로 만지면 미끈미끈하다.(단백질을 녹인다.) ㉡ 염기의 수용액은 전류가 흐른다.(전해질이다.) ㉢ 지시약의 변화

산과 염기

0 ₂

화학 I

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② 염기의 이온화 염기 → 양이온 + O H NaO H → Na + O H KO H → K + O H C a O H _ → Ca  ₊ _{2O H} NH_O H → NH  ₊ _{O H} 4-2-1 대표 문항 그림은 산의 성질을 나타내는 물질을 알아보기 위한 실험이다. 이 실험에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고르면? ㄱ. 붉은색의 이동 방향은 (-)극 쪽이다. ㄴ. 수소 이온(H＋)과 염화 이온(Cl－)은 같은 극으로 끌려간다. ㄷ. 푸른색 리트머스 용액을 붉게 변화시키는 원인은 수소 이온(H＋) 때문 이다. 보기 ① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ 정답 ④ 염산은 자극적 냄새가 나는 휘발성 액체이며, 암모니아수와 반응하여 염화암모늄의 흰색 고체를 생성한다. 갈색병에 보관해야 하는 물질은 질산이며, 청량음료에 사용하는 물질은 탄산, 식초에 사용하는 물질은 아세트산이다.

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02. 산과 염기

산과 염기의 세기 및 종류

1) 산의 세기 : 수용액에서 이온화하는 정도에 따라 강한 산과 약한 산으로 나누어진다. ① 강한 산 : 수용액에서 대부분이 이온화하여 H를 많이 내놓는 산 HC l, H_SO_, HNO_ ② 약한 산 : 수용액에서 일부만 이온화하여 H를 조금 내놓는 산 C H_C O O H , H_C O_ ③ 산의 세기 확인 ㉠ 전류의 세기 측정 : 강산일수록 이온의 농도가 크므로 전기전도도가 크다. ㉡ 금속과 반응 비교 : 강산일수록 H의 농도가 크므로 금속과 격렬하게 반응한다. 2) 염기의 세기 : 수용액에서 염기가 이온화하는 정도에 따라 강한 염기와 약한 염기로 나누어 진다. ① 강한 염기 : 수용액에서 대부분이 이온화하여 O H를 많이 내놓는 염기 NaO H , KO H , Ca O H _ ② 약한 염기 : 수용액에서 조금만 이온화하여 O H를 조금 내놓는 염기 NH_ ③ 염기의 세기 확인법 전류의 세기 측정 3) 여러 가지 산 ① 염산(HCl) ㉠ 제법 : 염화 나트륨에 진한 황산을 넣고 가열하여 얻는다. NaC l  H_SO_ → HCl  Na_SO_ ㉡ 검출법 : 암모니아(NH_)와 반응하면 염화 암모늄(NH_Cl)의 흰 연기가 생성된다. HC l  NH_ → NHC l↓ ㉢ 질산은(AgNO_) 수용액과 반응

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② 황산(H_SO_) ㉠ 진한 황산 : 흡습 → 건조제, 탈수 → 설탕의 숯기둥 ㉡ 묽은 황산 : 강산 ㉢ 진한 황산 묽히기 : [ 물 ⇦ 황산 ] ③ 질산(HNO_) 보관법 : 햇빛에 의해 분해되므로 갈색병에 보관한다. ④ 아세트산(C HC O O H ) ㉠ 17℃이하에서 응고되어 빙초산이라고도 부른다. ㉡ 아세트산의 4∼7%수용액을 식초로 사용한다. ⑤ 탄산(H_C O_) ㉠ C O_  H_O → H_CO_ ㉡ 청량음료에 사용한다. 4) 여러 가지 염기 ① 수산화 나트륨(NaO H ) ㉠ 조해성 : 공기 중의 수분을 흡수하여 스스로 녹는 성질 ㉡ CO_흡수 : NaO H  C O → NaC O  HO ② 수산화 칼륨(KO H ) ㉠ 조해성 ㉡ CO흡수 ③ 수산화 칼슘(Ca O H _) ㉠ 물에 잘 녹지 않으나 이온화도가 커서 강염기이다. ㉡ 수산화 칼슘 수용액(C a O H _)을 석회수라 한다. ㉢ C O_검출 : Ca O H _  C O → C aC O↓  HO ④ 암모니아(NH_) ㉠ H_O 와 반응 : NH  HO → NHO H → NH   O H ㉡ HC l과 반응 : HC l  NH_ → NHC l↓ ㉢ 암모니아 분수 ⓐ 물에 대한 용해성이 좋다. ⓑ 붉은 색 물기둥 ➜ 염기성

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02. 산과 염기 4-2-2 대표 문항 정애는 같은 농도인 미지의 산 또는 염기 A, B, C, D의 수용액을 확인하기 위하여 각 수용액 을 시험관에 넣고 다음과 같은 실험을 하였다. 〔실험 과정〕 (1) 각 시험관에 페놀프탈레인 용액을 넣어 보았다. (2) A, B, C, D의 수용액을 백금선에 묻혀 불꽃 반응을 시켜 보았다. (3) 각 수용액의 전기 전도도를 측정해 보았다. 〔실험 결과〕 ∙페놀프탈레인에 의해서 A, C는 붉은색, B, D는 무색으로 변했다. ∙불꽃 반응에서 A는 노란색이 나타났지만, B, C, D는 무색으로 나타났다. ∙A와 D 수용액에서는 전류가 강하게 흘렀고, B와 C 수용액에서는 전류가 약하게 흘렀다. 위 실험 결과로 볼 때, A, B, C, D라고 할 수 있는 물질을 옳게 짝지은 것은? A B C D ① NH_O H C H_C O O H NaO H HC l ② NaO H HCl NH_O H C H_CO O H ③ NaO H C H_C O O H NH_O H HC l ④ NH_O H NaO H HC l C H_CO O H ⑤ NaO H NH_O H C H_C O O H HC l 정답 ③ 페놀프탈레인 용액에 의해서 붉은색으로 변한 A와 C는 염기, 무색인 B와 D는 산이다.　불꽃 반응에서 노란색을 나타낸 A는 나트륨 이온이 들어 있다. 전류가 강하게 흐른 A와 D는 강한 전해질이며, 약하게 흐른 B와 C는 약한 전해질이다. 따라서 A는 염기이면서 나트륨 이온이 들어 있으므로 N aO H 이다. D는 강한 산이므로 보기의 물질 중 H Cl 이다. C는 약한 염 기이면서 금속 성분이 없는 물질이므로 보기의 물질 중 N H_O H 이다. B는 약한 산인 CHC O O H 이다.

브뢴스테드-로우리의 산과 염기

1) 아레니우스의 산과 염기 ① 산 : 물에 녹아 이온화하여 H을 내놓는 물질이다.  HCl ⇆ H C l, C H_CO O H ⇆ C HC O O H ② 염기 : 물에 녹아 이온화하여 O H을 내놓는 물질이다.  NaO H ⇆ Na O H, C a O H _ ⇆ C a _{ O H}

③ 한계 : 수용액 상태에서만 정의되며, H_{과 O H}_{을 포함하지 않는 분자 중에서도 산과}

염기의 성질을 띠는 경우를 설명할 수 없다.  NH_

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2) 브륀스테드-로우리의 산과 염기 ① 산과 염기 : H을 내는 물질(양성자 주개)을 산이라 하고, H을 받는 물질(양성자 받 개)을 염기라고 한다.  다음 반응에서 H_O 은 H을 내놓으므로 산이고, NH_는 H을 받으므로 염기다. 또, NH_은 H을 내놓으므로 산이고, O H은 H을 받으므로 염기다. ② 짝산과 짝염기 : H의 이동에 의해서 산과 염기로 되는 한 쌍의 물질  염화수소(HC l)와 암모니아(NH_)의 반응에서 산인 HC l와 짝을 이루는 염기는 C l이고, 염기인 NH_와 짝을 이루는 산은 NH_이다. HCl와 C l, NH_와 NH_ 은 H_{의 이동에 의해 산과 염기가 되므로 짝산-짝염기 관계다.} ③ 양쪽성 물질 : 반응하는 상대 물질에 따라 산으로도 작용하고, 염기로도 작용하는 물질 이다. H_O , HC O_, HSO_ 등이 대표적인 양쪽성 물질이다.  H_O 이 HC l와 반응할 때는 H을 받으므로 염기로 작용하고, NH_와 반응할 때는 H을 내놓으므로 산으로 작용한다. 따라서 H_O 은 양쪽성 물질이다. H+ HCl  H_O ⇆ H_O  C l 산 염기 H+ NH HO ⇆ NH O H 염기 산 ③ 한계 : 산이 반드시 이온화될 수 있는 수소 원자를 포함하고 있어야 한다.

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02. 산과 염기 3) 루이스의 산과 염기 ① 산 : 산은 다른 물질의 비공유 전자쌍을 받아들이는 물질이다. ② 염기 : 다른 물질에게 비공유 전자쌍을 내놓는 물질이다.  루이스는 산이 염기의 비공유 전자쌍을 받아들여 공유 결합하는 것이라고 정의하였다. 즉, 루이스의 정의에 따르면 산은 다른 물질의 전자쌍을 받아들이는 물질이고, 염기는 다른 물 질에게 전자쌍을 내놓는 물질이다. * 짝산과 짝염기의 관계 * 강한 산이나 강한 염기의 짝염기나 짝산은 약한 염기나 약한 산이다. 4-2-3 대표 문항 (가)~(다)는 산 염기 반응이다. (가) C HNH  HC l ⇄ CHNH  _{ Cl} (나) C O   HO ⇄ HC O  _{ O H} (다) H  H_O ⇄ H_O 이에 대한 설명으로 옳은 것은? [3점] ① (가)에서 C HNH은 아레니우스 염기이다. ② (가)에서 C HNH은 HC l의 짝염기이다. ③ (나)에서 HO 은 브뢴스테드-로우리 염기이다. ④ (나)에서 HC O은 CO 의 짝염기이다. ⑤ (다)에서 HO 은 루이스 염기이다. 정답 ⑤ ① (가)에서 C H_N H은 양성자를 얻었지만, 아레니우스의 정의에서 염기는 수산화이온(O H)을 내놓는 것이므로 아레니우스의 염 기가 아니다. ② (가)에서 CH_N H_은 CH_N H__{의 짝염기이다.} ③ (나)에서 H_O 은 양성자를 주었으므로 브뢴스테드-로우리의 산이다. ④ (나)에서 H C O__{은 양성자를 내주고 C O}  으로 되므로 C O 의 짝산이다. ⑤ (다)에서 H_O 는 양성자(H_{)를 얻었으므로 루이스 염기이다.}

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중화 반응

1) 수소 이온 농도 지수(pH) ① 0~14까지의 숫자로 나타내며, pH가 1만큼 작아지면 H_{농도는 10배가 커진다.} 7 중성 0 ₁₄ 산성 염기성 강산 약산 약염기 강염기 ② pH의 측정 : 만능 pH 시험지나 pH 미터로 측정한다. 2) 중화 반응 ① 산과 염기가 반응하여 물과 염을 생성하는 반응이다.

산 + 염기 → 물 + 염

이온결합 물질 중 산&염기 제외 ② 산ㆍ염기의 성질 소멸 ③ 중화열 방출 ④ 염산(HCl)과 수산화나트륨(NaO H ) 수용액의 반응에서 이온 수 변화 NaO H  HC l → H_O  NaC l H Cl Na O H ⑤ 중화 반응에서의 알짜 이온 반응식 H  O H → HO ⑥ 중화 반응에서의 양적 관계 : 중화 반응에서는 산의 수소이온(H)과 염기의 수산화이 온( O H_{)이 1 : 1의 몰 수비로 반응하여 물 1몰을 생성한다.}

중화 반응

NaHCO

_)을 넣는다. ⑥ 산성화 된 토양이나 호수에 석회가루 뿌려 중화시킨다.

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03. 중화반응 4-3-2 대표 문항 그림은 염산(HCl)과 수산화나트륨(NaO H ) 수용액의 중화 반응을 모형으로 나타낸 것이다. 위 모형에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고르면? ㄱ. 중화점은 (다) 지점이다. ㄴ. 용액의 온도가 가장 높은 것은 (라)이다. ㄷ. (다) 비커의 용액은 전류가 흐르지 않는다. 보기 ① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ 정답 ① 중화 반응이 완결되어 반응 용기에 H＋이나 OH－이 없는 (다)가 중화점이다. 따라서 이 지점이 중화 반응이 가장 많이 진행되었으 므로 용액의 온도가 가장 높다. (다) 비커에도 이온이 존재하므로 전류가 흐른다.

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생명 현상에서의 산과 염기

1) 아미노산 ① 중심 탄소에 염기성인  NH_(아미노기)와 산성인  C O O H (카복시기)를 동시에 갖 는 양쪽성 화합물로, 단백질의 기본 단위이다. ② 수용액 상태에서  C O O H 는 수소 이온을 내놓아 산성을 나타내고,  NH_는 수소 이 온을 받아서 염기성을 나타낸다. ③ 아미노산은 한 분자 내에 (+)전하와 (-) 전하를 모두 갖는 분자이다. ▲대표적인 아미노산의 종류와 구조 2) 핵산 ① 구성 원소 : 탄소(C ), 수소(H ), 산소(O ), 질소(N ), 인(P ) ② 종류 : 디옥시리보핵산(D NA ), 리보핵산(RNA )

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03. 중화반응 디옥시리보핵산(D NA ) 리보핵산(R NA ) ㆍ염기 서열에 유전정보를 저장한다. ㆍ구성하는 염기의 종류 : A(아데닌), G(구아닌), C(사이토신), T(티민) ㆍ이중 나선 구조 ㆍD NA 의 유전정보를 전달한다. ㆍ구성하는 염기의 종류 : A(아데닌), G(구아닌), C(사이토신), U(유라실) ㆍ단일 가닥 구조 ③ 구성 : 기본 단위인 뉴클레오타이드가 길게 연결되어 고분자 물질이다. ④ 뉴클레오타이드 : 인산 : 당 : 염기 = 1 : 1 : 1로 이루어져 있다.(인당염) ⑤ 인산에 있는 2개의 -OH는 당-인산 이온 뼈대를 구성한다. ⑥ 인산에 있는 나머지 -OH에서 수소가 이온화하여 핵산의 표면이 (-)전하를 띠므로 물 에 녹아서 세포 내에서 기능할 수 있다. 3) DNA ① 이중 나선 구조 : 두 가닥의 폴리뉴클레오타이드가 하나의 축을 중심으로 나선형으로 꼬 여 있는 구조이다. ② 인산과 당은 이중 나선의 바깥쪽 골격을 형성하고, 염기는 안쪽을 향해 배열되어 있다. ③ 인산의 구조와 역할 ㉠ 구조 : 인은 오비탈을 사용하여 확장된 옥텟 규칙을 따른다.(옥텟규칙을 만족하지 않 는다.) ㉡ 구조에 따른 역할 : 인은 이온화 할 수 있는 수소를 3개 가진 3가 산으로 3개의  O H 중 2개는 위아래로 디옥시리보오스의  O H 와 결합하여 당-인산 골격을 형성하고, 나

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머지 1개는 H_{을 내놓고  O}_{의 구조를 이루기 때문에 분자량이 큼에도 불구하고} 물에 녹고, (+)전하를 가진 단백질과 뭉쳐서 세포핵 속에 자리 잡는다. ④ 염기의 결합 : D NA 의 이중 나선 구조의 안쪽에 위치하며, 각 염기사이에는 수소 결합 이 형성된다. ㉠ 수소　결합 :　F , O , N 와 같이 전기 음성도가 큰 원자와 공유 결합을 형성하고 있는 H 와, 이웃한 분자의 F , O , N 사이에 작용하는 분자 사이의 강한 힘이다. ㉡ 염기의 상보적 결합 : D NA 의 염기는 항상 A-T, G-C의 쌍으로 결합한다. 4-3-3 대표 문항 그림은 DNA의 단일 가닥 중 일부를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? ㄱ. (가)의 질소(N )는 비공유 전자쌍을 가지고 있다. ㄴ. (나)에서 인(P )의 전자 배치는 확장된 옥텟이다. ㄷ. DNA 이중 나선 구조에서 (다)는 짝을 이루는 염기와 수소 결합을 한다. 보기 ① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ 정답 ⑤ ㄱ. (가)의 질소는 5개의 원자가전자 중 2개가 이중 결합에, 1개가 단일 결합에 사용되고 2개가 1쌍의 비공유 전자쌍으로 남아 있다. ㄴ. 인(P)은 5개의 원자가전자를 가지고 있으므로 보통 3개의 공유 결합을 하고 1쌍의 비공유 전자쌍을 가지지만, (나)에서는 1개의 이중 결합과 3개의 단일 결합을 하고 있어 5쌍의 공유 전자쌍을 가진 확장된 옥텟이다. ㄷ. (다)는 전기 음성도가 큰 질소(N) 원자에 수소(H) 원자가 결합되어 있으므로 짝을 이루는 염기와 수소 결합을 한다.