물이 양성자와 수산화기로 쪼개지는 것의 반응 이름도 있니

1. 자가이온화 반응식

물 분자가 극히 일부이지만 스스로 해리하여 양성자(H⁺, 즉 수소 이온)와 수산화 이온(OH⁻)을 생성합니다.

반응식:
H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻

또는 브뢴스테드-로우리 정의에 따라, 실제로는 양성자가 수소 이온(H₃O⁺, 하이드로늄 이온)으로 존재하기 때문에 다음과 같이 표현하는 것이 더 정확합니다.

정확한 반응식:
2H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻

즉, 물 분자 하나가 양성자를 내놓고(산 역할), 다른 물 분자가 이를 받아들여 하이드로늄 이온을 형성하면서(염기 역할) 수산화 이온이 생성됩니다.

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2. 자가이온화 반응의 특징

• 이 반응은 평형 상태에 있으며, 극소량의 물 분자만 이온화된다.
• 25℃에서 순수한 물에서는 [H₃O⁺] = [OH⁻] = 1.0 × 10⁻⁷ M이다.
• 물의 이온곱(Kw) = [H₃O⁺] × [OH⁻] = 1.0 × 10⁻¹⁴ (25℃에서)

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3. 자가이온화 반응의 중요성

• 산과 염기의 정의: 브뢴스테드-로우리 산-염기 이론에서 양성자(H⁺)를 주고받는 반응의 기준이 됨.
• pH 개념: 물의 자가이온화는 pH 척도의 기준을 제공함.
  • 중성: pH = 7 (H₃O⁺ = OH⁻)
  • 산성: pH < 7 (H₃O⁺ 증가)
  • 염기성: pH > 7 (OH⁻ 증가)

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4. 결론

물은 스스로 양성자(H⁺)와 수산화 이온(OH⁻)으로 분해되는 반응을 "자가이온화" 또는 "자동 이온화"라고 한다.
이 반응은 물이 중성이 될 수 있는 이유를 설명하며, pH 개념의 기초가 된다.