酸と塩基と塩
酸と塩基の性質
(１) 酸の性質
①すっぱい味(酸味)をもつ
②青色リトマス紙を赤くする。
③pH＜7の物質
※このような性質持つものを酸性といい、酸性を示す物質を酸とよぶ。
例) 塩酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3) etc...
(２) 塩基の性質
①赤色リトマス紙を青くする。
②酸の水溶液の酸性(酸の性質)を打ち消す(中和)
③pH＞7の物質
※このような性質持つものを塩基性といい、酸性を示す物質を塩基とよぶ。
水の溶けやすい塩基をアルカリとよび、その水溶液の性質をアルカリ性とよぶ。
例) アンモニア(NH3)、水酸化Na(NaOH)、水酸化K(KOH) etc...
酸と塩基の定義
(１) 酸の定義
・水溶液中で水素イオンＨ＋(Ｈ3Ｏ＋)を生じる物質（アレーニウスの定義)
例) HCl(酸)＋H2O → Ｈ3Ｏ＋＋Cl2 又は、HCl → H＋＋Cl－
・水素イオンH＋を与える物質（ブレンステッドの定義)
例) HCl(酸)＋NH3 → NH4＋＋Cl－ (酸はH＋をNH3に与えている)
(２) 塩基の定義
・水溶液中で水酸化物イオンOH－を放出する物質（アレーニウスの定義)
例) NaOH → Na＋＋OH－
・水素イオンH－を受け取る(奪う)物質（ブレンステッドの定義)
例) HCl＋NH3(塩基) → NH4＋＋Cl－ (塩基はH＋をHClから受け取っている)
酸・塩基の価数
(１) 酸の価数
酸１分子がもっている、H＋となることのできる水素原子の数を、酸の価数という。
酸１分子がｍ個のＨ＋を出すことができる場合、ｍ価の酸という。
例) Ｈ2ＳＯ4 → 2Ｈ＋＋ＳＯ42－ (硫酸は２価の酸)
| １価の酸 (一塩基酸) | 塩酸(HCl)、硝酸(HNO3)、酢酸(CH3COOH)、フェノール(C6H5OH) |
| ２価の酸 (二塩基酸) | 硫酸(H2SO4)、炭酸(H2CO3)、シュウ酸(H2C2O4) |
| 3価の酸 (三塩基酸) | リン酸(H3PO4) |
(２) 塩基の価数
塩基１分子が受け取ることのできるH＋の数を、塩基の価数という。
塩基１分子がｍ個のＨ＋を受け取った場合、ｍ価の塩基という。
例) NH3＋H＋ → NH4＋ (アンモニアは１価の塩基)
| １価の塩基 (一酸塩基) | アンモニア(NH3)、水酸化Na(NaOH)、水酸化K(KOH) |
| ２価の酸 (二酸塩基) | 水酸化Ca(Ca(OH)2)、水酸化バリウム(Ba(OH)2) |
| 3価の酸 (三酸塩基) | 水酸化アルミニウム(Al(OH)3) |
電離と酸・塩基の強弱
(１) 電離
酸や塩基は、水溶液中で陽イオンと陰イオンにわかれる。この現象を電離という。
又、水溶液中で電離できるような物質を電解質という。
(２) 酸・塩基の強弱
酸や塩基の電解質には、水に溶かすとほとんどすべてが陽イオンと陰イオンにわかれ(電離す)る物質がある。このような酸や塩基を強酸・強塩基という。
逆に、ごくわずかしか陽イオンと陰イオンにわかれ(電離し)ない物質がある。このような酸や塩基を弱酸・弱塩基という。
| 強酸(電離大) | 塩酸(HCl)、硝酸(HNO3)、硫酸(H2SO4) |
| 弱酸(電離小) | 炭酸(H2CO3)、酢酸(CH3COOH) |
| 強塩基(電離大) | 水酸化Na(NaOH)、水酸化K(KOH) 水酸化Ca(Ca(OH)2)、水酸化バリウム(Ba(OH)2) |
| 弱塩基(電離小) | アンモニア(NH3) |
中和反応と塩
(１) 中和反応(中和)
酸と塩基から塩ができる反応。又は、酸のH＋と塩基のOH－から水(H2O)ができる反応
例) HCl(酸)＋NaOH(塩基) → NaCl(塩)＋H2O
(２) 塩
塩基の陽イオンと酸の陰イオンが結合した化合物
(３) 加水分解
水の作用によって起こる分解反応
(４) 塩の加水分解
塩に水が加わることによって、塩基と酸が生じ、その強弱によって、酸性又はアルカリ性を示す現象を塩の加水分解という。
①強酸と強塩基からなる塩 →加水分解せず中性
②強酸と弱塩基からなる塩 →加水分解して酸性
③弱酸と強塩基からなる塩 →加水分解してアルカリ性
(５) 中和の計算
《例題》
１）ある濃度の酢酸溶液10mlを中和するのに0.5規定の水酸化Na溶液を
中和するのに4mlを要した。この酢酸は何規定？
（答え) ０．２[N]
２）１mol/l水酸化Na溶液50mlを中和するのに0.5mol/l硫酸は、何ml必要か？
（答え） ５０[ml]
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(６) 指示薬
| 指示薬 | 酸性色 ⇔ アルカリ性色 |
| リトマス紙 | 赤色 ⇔ 青色 |
| メチルオレンジ | 赤色 ⇔ 黄色 |
| フェノールフタレイン | 無色 ⇔ 赤色 |
(７) pH
水溶液の性質を表すのに使われる酸性や塩基性は、水素イオン濃度[H＋]によって左右される。
しかし、水素イオン濃度[H＋]は、非常に小さいかつ広い範囲(１～10-14[mol/l])で変化するため、このままでは数値として扱い難い。
そこで水素イオン濃度[H＋]を対数の逆数で表したのがpHである。
(８) pHと酸性、中性、塩基性
中性の水溶液は、[H＋]＝10-7[mol/l]であるから、水溶液中で水素イオンＨ＋を生じる酸は、
[H＋]＝10-7[mol/l]より大きい値となるため、酸が強いほどpHは小さくなる。逆に、水溶液中で水酸化物イオンOH－を放出し、H＋＋OH－→H2Oとする塩基は、[H＋]＝10-7[mol/l]より小さい値となるため、塩基が強いほどpHは大きくなる。
《例題》
１）pH２の水溶液の水素イオン濃度は、pH５の水溶液の水素イオン濃度の何倍？
（答え) １０００倍
２）pH10のの水溶液の水素イオン濃度は、pH8の水溶液の水素イオン濃度の何倍？
（答え）１／１００倍
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酸化還元反応
(１) 酸化・還元の定義
《例題》 酸化された(した)もの、還元された(した)ものを答えよ。
1）CuO＋H2 → Cu＋H2O
(CuOは、酸素を失い還元された。H2は、酸素を受け取り酸化された)
(逆にCuOは、酸素を与えH2を酸化した。H2は、酸素を奪いCuOを還元した)
2）I2＋H2S → ２HI＋S
(I2は、水素を受け取り還元された。H2Sは、水素を失い酸化された)
(逆に、I2は、水素を奪いH2Sを酸化した。H2Sは、水素を与えI2を還元した)
3）Cu＋Cl2 → CuCl2
Cu → Cu2+＋2e－
Cl－＋2e－ → 2Cl2
(Cuは、電子を失い酸化された。Cl2は、電子を得て還元された)
(逆にCuは、電子を与えCl2を還元した。Cl2は、電子を奪いCuを酸化した)
(２) 酸化数
化合物中の原子の酸化状態を表す数を酸化数という。
《例題》次の酸化数を求めよ
1）Cu
（答え) ルール①より、０
2）Cl－
（答え) ルール②より、－１
3）H2OのHとOとH2O
（答え) ルール③より、Hは１ 、Oは－２
ルール④より、H2Oは(１×２)＋(－２)＝０
4）SO42-のS
（答え) ルール③と⑤より、S＋(－２×４)＝－２ ⇔ S＝－２＋８＝６
(３) 酸化剤と還元剤
