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1[위험물산업기사 필기] 23년 1회차

다음 반응 중에서 물이 산으로 작용하는 것은?

 $\mathrm{NH_4^+} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{NH_3} + \mathrm{H_3O^+}$

 $\mathrm{HCOOH} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{HCOO^-} + \mathrm{H_3O^+}$

 $\mathrm{CH_3COO^-} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{CH_3COOH} + \mathrm{OH^-}$

 $\mathrm{HCl} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{H_3O^+} + \mathrm{Cl^-}$

해설

물이 산으로 작용하는 반응은  $\mathrm{CH_3COO^-}+\mathrm{H_2O}\rightarrow \mathrm{CH_3COOH}+\mathrm{OH^-}$ 이다.
브뢴스테드-로우리 정의에서 산은 양성자(H⁺)를 내어주는 물질, 염기는 양성자를 받아들이는 물질이다. 각 반응에서 물의 역할을 살펴본다.
 $\mathrm{NH_4^+}+\mathrm{H_2O}\rightarrow \mathrm{NH_3}+\mathrm{H_3O^+}$ 에서는 NH₄⁺가 H⁺를 내어주고 물이 이를 받아 H₃O⁺가 되므로 물은 염기로 작용한다.
 $\mathrm{HCOOH}+\mathrm{H_2O}\rightarrow \mathrm{HCOO^-}+\mathrm{H_3O^+}$ 에서는 HCOOH가 H⁺를 내어주고 물이 받으므로 물은 염기로 작용한다.
 $\mathrm{CH_3COO^-}+\mathrm{H_2O}\rightarrow \mathrm{CH_3COOH}+\mathrm{OH^-}$ 에서는 물이 아세트산이온에 H⁺를 내어주고 자신은 OH⁻가 되므로, 이 반응에서 물은 양성자를 제공하는 산으로 작용한다.
 $\mathrm{HCl}+\mathrm{H_2O}\rightarrow \mathrm{H_3O^+}+\mathrm{Cl^-}$ 에서는 HCl이 H⁺를 내어주고 물이 받으므로 물은 염기로 작용한다.

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