알코올의 산성도가 물과 비교했을 때 약한 이유는 무엇인가요?

Question

안녕하세요. 알코올과 물은 모두 하이드록시기를 가지고 있는데 그럼에도 불구하고, 알코올의 산성도가 물과 비교했을 때 약한 이유는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 질문해주신 것과 같이 알코올과 물은 모두 –OH기를 가지고 있어서 이론적으로는 수소 이온(H⁺)을 잃고 알콕사이드(RO⁻)나 수산화 이온(OH⁻)을 형성할 수 있는데요, 하지만 실제로는 알코올의 산성도가 물보다 약합니다.

이때 산의 세기는 곧 짝염기, 즉 프로톤을 잃었을 때 생기는 음이온의 안정성과 직결되는데요, 물이 프로톤을 잃으면 OH⁻가 되는데, 이는 작은 음이온이라 전하가 국소적으로 퍼져 있지만, 물 분자 간 강한 수소 결합과 용매화 효과로 상당히 안정화됩니다. 또한 알코올이 프로톤을 잃으면 RO⁻가 되는데, 이 음전하가 산소에만 국소적으로 집중되면서, 물보다 전하 분산이 어렵습니다. 또한 알콕사이드의 알킬기(R)는 전자를 밀어주는 +I(유도 효과)를 가지므로, 오히려 음전하를 더 불안정하게 만듭니다. 따라서 알콕사이드는 OH⁻보다 안정성이 낮고, 결과적으로 알코올은 물보다 산성이 약합니다.

또한 물 분자(H₂O)는 작고 극성이 커서, OH⁻를 강하게 수소 결합으로 둘러싸며 안정화시키는데요 알코올의 경우, R기가 커질수록 극성은 줄어들고 소수성이 커져서, RO⁻ 음이온이 용매 속에서 충분히 안정화되지 못합니다. 따라서 알코올이 물보다 산성이 약한 것입니다. 감사합니다.