一般的な強酸と弱酸のリスト

強酸と弱酸は、化学における重要な概念です。強酸は水中で完全にイオンに解離しますが、弱酸は不完全に解離します。強酸はわずかですが、弱酸はたくさんあります。

強酸

強酸は水中でそれらのイオンに完全に解離し、分子ごとに 1 つ以上の陽子または水素陽イオンを生成します。無機酸または鉱酸は、強酸になる傾向があります。一般的な強酸は 7 つしかありません。それらの名前と数式は次のとおりです:

• HCl – 塩酸
• HNO₃ – 硝酸
• H₂ SO₄ – 硫酸 (注:HSO₄ は弱酸です）
• HBr – 臭化水素酸
• HI – ヨウ化水素酸
• HClO₄ – 過塩素酸
• HClO₃ – 塩素酸

強力な酸解離

水中の強酸は完全にイオン化するので、解離反応を化学反応として書くと、反応矢印は右を指します:

• HCl → H(aq) + Cl(aq)
• HNO₃ → H(aq) + NO₃ (aq)
• H₂ SO₄ → 2H(aq) + SO₄ (aq)

弱酸

強酸は少ないですが、弱酸はたくさんあります。弱酸は水中で不完全に解離し、弱酸とそのイオンを含む平衡状態になります。一例として、フッ化水素酸 (HF) は、H および F イオンに加えて、水溶液中に一部の HF が残るため、弱酸と見なされます。以下は一般的な弱酸の部分的なリストで、最も強いものから最も弱いものへと並べられています:

• HO₂ C₂ O₂ H – シュウ酸
• H₂ SO₃ – 亜硫酸
• HSO₄ – 硫酸水素イオン
• H₃ PO₄ – リン酸
• HNO₂ – 亜硝酸
• HF – フッ化水素酸
• HCO₂ H – メタン酸
• C₆ H₅ COOH – 安息香酸
• CH₃ COOH – 酢酸
• HCOOH – ギ酸

弱酸解離

弱酸は不完全に解離し、弱酸とそのイオンを含む平衡状態を形成します。したがって、反応矢印は双方向を指します。例として、ヒドロニウム カチオンとエタン酸アニオンを形成するエタン酸の解離があります。

CH₃ COOH + H₂ O ⇆ H₃ O + CH₃ COO

酸の強さ (強酸と弱酸)

酸強度は、酸がプロトンまたは水素カチオンをどれだけ容易に失うかの尺度です。 1 モルの強酸 HA は水中で解離して、1 モルの H と 1 モルの酸の共役塩基 A を生成します。対照的に、1 モルの弱酸は、水素カチオンと共役塩基をそれぞれ 1 モル未満しか生成しません。元の酸が残ります。脱プロトン化の起こりやすさを決定する 2 つの要因は、原子のサイズと H-A 結合の極性です。

一般に、平衡定数 Ka に基づいて強酸と弱酸を識別できます。 またはpKa :

• 強酸はKaが高い
• 強酸は pKa が低い
• 弱酸はKaが小さい
• 弱酸は pKa が大きい

濃縮対希釈

強いと弱いという用語は、濃縮と希釈と同じではありません。濃酸には水分がほとんど含まれていません。希酸には水分が多く含まれています。硫酸の希薄溶液は依然として強酸溶液であり、化学火傷を引き起こす可能性があります。一方、12 M 酢酸は濃縮された弱酸です (それでも危険です)。酢酸を十分に希釈すると、安全に飲める酢の濃度になります。

強い対腐食性

ほとんどの酸は腐食性が高いです。それらは他の物質を酸化させ、化学火傷を引き起こす可能性があります。ただし、酸の強さは腐食性の予測因子ではありません。カルボラン超酸は腐食性がなく、安全に取り扱うことができます。一方、フッ化水素酸 (弱酸) は非常に腐食性が高く、皮膚を通過して骨を攻撃します。

酸の種類

3 つの主要な酸の分類は、ブレンステッド・ローリー酸、アレニウス酸、およびルイス酸です。

• ブレンステッド・ローリー酸 :Brønsted-Lowry 酸はプロトンを供与します。水溶液中で、プロトン供与体はヒドロニウムカチオン (H₃ O)。ただし、Brønsted-Lowry の酸塩基理論では、水以外の溶媒中の酸も考慮されます。
• アレニウス酸 :アレニウス酸は水素供与体です。アレニウス酸は水中で解離し、水素カチオン (H) を供与してヒドロニウムカチオン (H₃ O) .これらの酸は、リトマス赤に変わり、酸味があり、金属や塩基と反応して塩を形成することも特徴です。
• ルイス酸 :ルイス酸は電子対受容体です。この酸の定義の下では、種はすぐに電子対を受け入れるか、そうでなければ水素カチオンまたはプロトンを供与してから電子対を受け入れます。技術的には、ルイス酸は電子対と共有結合を形成する必要があります。この定義によれば、ルイス酸はアレニウス酸やブレンステッド・ローリー酸ではないことがよくあります。たとえば、HCl はルイス酸ではありません。

3 つの酸の定義はすべて、化学反応を予測し、挙動を説明する上での役割を果たします。一般的な酸はブレンステッド・ローリー酸またはアレニウス酸です。ルイス酸 (例:BF₃ ) は、特に「ルイス酸」として識別されます。

参考文献

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• Petrucci R.H., Harwood, R.S.;ニシン、F.G. （2002）。 一般化学 (第 8 版) プレンティス ホール。 ISBN 0-13-014329-4.