산(화학)
酸 / Acid
1. 개요
일반적으로 수용액 중에서 해리하여 수소이온을 생성하고 염기(鹽基)와 중화하여 염(鹽)을 만드는 물질. 예를 들면 염화 수소(HCl)을 물에 녹이면 해리하여 오늄 이온인 하이드로늄(옥소늄) 이온(H3O+)[1]을 생성하고 산이 되는 것을 뜻한다. 신맛의 원인이 바로 수소 이온/하이드로늄(옥소늄) 이온이다.
산에 대한 이러한 정의는 1903년 노벨화학상 수상자인 스반테 아레니우스가 내린 산의 정의이다.[2] 이해하기 쉽다는 장점은 있지만, 범위가 확장되면 적용될 수 없다. 자세한 내용은 아레니우스 산염기를 참고하자.
이와 같이 산에 대한 정의는 화학에 대한 연구가 진행되며 수정되고 범위가 계속 확장되어 왔다. 아래는 각각의 정의이고, 아래쪽으로 갈수록 최신 정의이다.
- 아레니우스 산염기: 일반적으로 알려진 산/염기 개념이다. 산이란 물에 용해되어 H+를 내는 화학종이다.
- 브뢴스테드-로우리 산염기 (1923년): 산이란 수소 이온을 잃는 화학종이다.
- 루이스 산염기 (1923년): 산은 전자쌍 받개이다. (경계 궤도함수 이론을 적용하면 HOMO와 LUMO를 적용하여 쓸 수도 있다.)
- 용매계 개념 (1950년대): 산이란 용매의 양이온을 형성하는 물질이다.[3]
사실 아레니우스 개념을 벗어나면 전공자가 아닌 이상 일상생활과는 거리가 먼 내용이 되어버리니 자세한 설명은 생략하고, 아레니우스 개념이 맞지 않을 때 이러한 것들을 사용한다는 것으로 해두자. 고등학교 화학I 뒷부분에 루이스 산염기 개념까지의 내용이 있지만 매우 간단히 나오므로 당황할 필요는 없다.
좁은 의미로는, 카복실기가 있는 화합물만을 뜻하기도 한다(접미사가 -산(-acid)이다). 이 경우 액성과는 무관하다.[4]
물질을 잘 녹이는 성질이 있기 때문인지, 여러 매체에선 상당히 위험하거나 뭐든지 녹여버리는 만능 물질로 나오는 등[5] 과장된 감이 있긴 하지만 위험하긴 하다. 약산이라도 질질 흘리고 다니면 어딘가를 부식시키니[6], 꼭 장갑을 끼고 퓸 후드 안에서 취급해야 한다.[7]
그런데 인식과는 다르게 '''강염기가 강산보단 생명체한테는 훨씬 위험하다.''' 이유는 염기 문서 참조.
산이 인체에 닿게 되면 강한 탈수반응을 일으키는데, 대부분의 탈수반응은 발열을 동반하고, 이 때문에 화상을 입게 된다. 이 외에도 단백질의 수소와 산소를 물분자 형태로 흡수하면서 단백질 구조를 망가뜨리므로 2차적인 피해도 생길 수 있다.
산(Acid)라는 단어의 어원은 아랍의 연금술사 아부 바르크 알-라지가 금속을 녹이는 액체들을 'Acqua Acuta(날카로운 물)'이라고 지칭한 것에서 유래되었다.
2. 목록
2.1. 약산
2.2. 강산
일반적으로 다음 7개의 물질은 대표적인 강산으로 불린다. 염산, 황산, 질산은 고등학교만 제대로 나왔으면 문이과 상관없이 대부분 안다.
이외에도 혼합을 통해 강산을 만들 수 있다.(왕수 등)
2.3. 초강산
3. 관련 문서
[1] IUPAC에서는 "옥소늄 이온"을 권장하고 있는데 교과서들이 "하이드로늄 이온"을 쓰는 미국에서 나오는 바람에 용어 표준화의 길은 요원하기만 하다. EBS 화학교재에선 하이드로늄(옥소늄)으로 표기하고 있다. 그런데 하이탑에선 옥소늄이 언급도 안 된다..[2] 당시로서는 엄청나게 획기적인 이론이라 오랜 격론 끝에 노벨상을 수상했다.[3] 물과 염산을 예로 들어 요약하면 H2O+HCl→H3O++Cl-.[4] 대표적으로 카복실기가 있는 아르지닌은 '''염기성'''이다.[5] 머리카락이 녹는다거나, 맥도날드 햄버거가 녹는다거나...그런데 머리카락은 불산 등 플루오린계 산에는 실제로 녹는다. 일반적인 산에는 녹지 않는다.[6] 이 때문에 실험복은 세탁기로 세탁하면 안 된다. 산에 의해 세탁기가 망가질 수 있기 때문.[7] 식초의 재료로 쓰이는 약산인 아세트산도 실험실에서 쓰이는 정도의 농도라도 맨손으로 만졌다면 각질이 허물처럼 훌러덩 벗겨진다.[8] 약산이지만 웬만한 강산, 초산과는 비교를 불허할 정도로 위험해서 화학 무기로도 사용된다.[9] 다름아닌 알보칠의 핵심 물질이다. [10] pKa -31.3에 빛나는 초초강산. 황산보다 21000배 강력하고 물에 넣으면 폭발한다고 한다.