암모니아가 염기인 이유

산과 염기

아레니우스(Arrhenius)의 산과 염기에 대한 정의에 따라 일반적으로 아래와 같이 산과 염기를 구분합니다.

 

• 산(acid) : 물에 녹아서 수소 이온(H+)을 내놓는 물질
• 염기(base) : 물에 녹아서 수산화이온(OH-)을 내놓는 물질

 

따라서, 위와 같은 구분에 의해 염산(HCl), 황산(H2SO4), 아세트산(CH3COOH), 질산(HNO3) 등을 산으로 분류하고, 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 등은 염기로 분류하게 됩니다. 그리고, 대표적인 산과 염기들은 분자식을 잘 보면 쉽게 구분 역시 가능합니다.

 

암모니아(NH3)는 염기

교과 과정에 보면 염기 중의 하나로 등장하는 암모니아는 분자식에 수산화이온, 즉 OH- 이온으로 이온화될 부분이 보이지 않는데 염기입니다. 아레니우스의 산과 염기에 대한 정의에 약간의 한계가 있기 때문인데요, 이에 따라 우리는 브뢴스테드-로우리(Brnsted-Lowry)의 산과 염기에 대한 정의를 알고 있어야 합니다.

 

• 산(acid) : 양성자(H+)를 주는 물질
• 염기(base) : 양성자(H+)를 받는 물질

 

암모니아는 분자식을 보면 수산화이온(OH-)이 없지만, 물에 용해되었을 때 물 분자들이 내어놓은 양성자(H+)를 받아 암모늄 이온(NH4+)이 됩니다. 여기서 물(H2O)는 양성자를 내놓았으므로 브뢴스테드-로우리 산이 되고, 암모니아는 양성자를 받았기 때문에 브뢴스테드-로우리 염기가 되는 것이죠. 염산과의 반응 역시 마찬가지로 이해를 하면 됩니다. 아래 반응식을 보면 쉽게 이해를 할 수 있습니다.

 

NH3 + H2O → NH4^(+) + OH^(-) (→ NH4OH, 암모니아수)

HCl + NH3 → NH4^(+) + Cl^(-)

 

암모니아는 염기

 

교과 과정중에 암모니아가 물에 용해되었을 때 수산화이온(OH-)을 생성시키고 pH를 높이게 되므로 염기라고 쉽게 설명을 하는 경우들도 있습니다만, 사실 브뢴스테드-로우리의 산과 염기에 대한 정의를 이해하는 편이 모든 면에서 수월하고 정확합니다. 아레니우스 염기든 브뢴스테드-로우리 염기든 어떻게 이해를 하여도 무방하긴 하지만요. 그리고 암모니아수가 NH4OH로 표기가 되는 경우가 많은데, 문제의 지문이나 보기에 가끔 등장하므로 알아는 두어야 합니다만, 엄밀하게는 암모니아는 수용액 상에서 NH4OH 형태로 존재하지 않으며, NH3-H2O 수소결합 형태와 암모늄 이온(NH4+) 및 수산화 이온(OH-)으로 존재한다는 것을 이해하고 있다면 좋겠습니다.

 

여기서, 수소 이온을 양성자라고 하는 이유에 대해서는 아래 링크를 참조하시기 바랍니다.

https://jcspirit.tistory.com/488

수소 이온을 양성자라고 하는 이유