酸と塩基の性質

コア コンセプト

酸とは何？このチュートリアルでは、酸と塩基の特徴的な性質、酸と塩基を定義するもの、および両性化合物とは何かについて学習します。この記事が気に入った場合は、以下にリンクされている他の酸塩基のチュートリアルもチェックしてください。

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酸と塩基とは?

現在、酸と塩基には、溶液中に置かれたときにどのように振る舞うかを伴う 3 つの定義があります。これらは、Lewis、Bronsted-lowry、および Arrhenius の定義です。 酸とは ?基本的に、酸は電子対を受け取り、水素プロトンを供与します。対照的に、塩基は電子を供与し、水素陽子を受け取ります。これらの定義に加えて、酸と塩基はその性質によって分類できます。これらの特性には、pH、味、食感、反応性、導電率が含まれます。

「酸」という名前は、ラテン語の acidus に由来します。 は「酸っぱい」を意味し、多くの酸の酸味と鋭い臭いを指します。

酸と塩基のpH

pH スケールは、溶液の酸性または塩基性の尺度であり、0 から 14 の範囲です。上の画像でわかるように、酸性溶液の pH は 7 未満ですが、塩基の pH は 7 より高くなります。水 (H₂ O)、ニュートラルと見なされます .溶液の pH を測定するにはさまざまな方法がありますが、2 つの一般的な方法は指示薬とプローブの使用です。プローブは、デバイスがソリューションに配置され、デジタル的に読み取られるため、より正確になる傾向があります。一方、インジケーターの場合は、目で色の変化を観察し、それを pH スケールと比較する必要があります。指標の 1 つはリトマス紙です。酸は青リトマス紙を赤く、塩基は赤リトマス紙を青くします。これが上の画像の色とどのように相関しているかに注目してください。

では、溶液が酸性または塩基性であるとはどういう意味ですか?酸性溶液には高濃度の水素プロトンが含まれていますが、塩基性溶液には高濃度の水酸化物イオンが含まれています。これら 2 つの溶液が組み合わされると、中和反応と呼ばれるもので互いに打ち消し合います。 .この反応では、生成物は塩と水です。これは、水素プロトンと水酸化物イオンが結合したときに形成されます。

酸と塩基の味と食感

酸と塩基の間のもう 1 つの明確な特徴は、味と食感です。常にラボの安全ガイドラインに従い、化学物質を摂取したり直接触れたりしない必要があります。 .これらの規制が私たちを保護するために設定される前は、化学者は化学物質を味わっていました。実際、有名な物理学者で数学者のアイザック・ニュートン卿は、錬金術を実践する際に 100 種類以上の化学物質を試飲しました。これらの中には、非常に有毒であり、彼の死に起因する水​​銀が含まれていました。前述のように、酸性溶液には高濃度の水素イオンが含まれています。これにより、酸味が酸味または酸味になります。実験室で酸を摂取するべきではありませんが、これをレモンの味に関連付けることができます.レモンはクエン酸を多く含んでいるため酸性です。さらに、レモンの pH は約 2 ～ 3 であり、pH スケールで酸性のカテゴリーによく分類されます。ベースに関しては、苦い味がする傾向があります。この例は、石鹸の泡を味わったことがある場合です。

繰り返しになりますが、化学物質は有害で研磨性があるため、意図的に皮膚に触れないでください.ただし、実験室で発生した場合は、触覚に基づいて酸か塩基かを識別できる可能性があります.溶液がせっけんのような感じや滑りやすい場合は、ベースです。これは、塩基が皮膚から脂肪酸油を溶解し、本質的に皮膚を石鹸に変えるためです.一方、酸は一般的に手触りが荒いです。

酸と塩基の反応性

金属との反応

酸が金属と反応すると、結果は中和反応に非常に似ています。唯一の違いは、水を生成する代わりに、水素ガスを生成することです。どんな酸や金属が使われても、常に 塩と H₂ を生成する ガス。その一例がマグネシウムと塩酸の反応です。結合すると、得られる生成物は塩化マグネシウムと水素ガスです。塩基に関しては、通常、金属とは反応しませんが、亜鉛やアルミニウムなどの例外を作る金属がいくつかあります.これらの反応は、塩と水素ガスももたらします。

炭酸塩との反応

酸は炭酸塩とも反応し、塩、水、二酸化炭素を生成します。炭酸塩は、金属や有機化合物と結合すると形成されます。ここでの特徴は二酸化炭素の発生です。これはラボで操作して、未知の溶液が塩基性か酸性かを判断できます。炭酸塩溶液を加えるだけで、二酸化炭素が発生する場合、溶液はおそらく酸性です。

油脂との反応

記事の前半で、ベースが肌の油を溶かし、本質的に肌を石鹸に変えると述べました.油脂を溶解するこのプロセスは加水分解と呼ばれ、塩基の存在下ではケン化として知られています。本質的に、この反応は、塩基が脂肪と結合してグリセロールまたは石鹸を形成することを意味します.

酸と塩基の導電率

この記事全体を通して、酸と塩基が溶液中に置かれたときにどのように水素陽子と水酸化物イオンにイオン化できるかについて話してきました. 電解質 水などの極性物質で完全にイオン化する塩/分子です。このため、強酸と強塩基も強電解質です。これらの電解質は、イオンが可動性であるため、水性状態で電気を伝導することができます。

概要比較表

両性化合物とは?

化合物が両性である場合、酸または塩基のいずれかとして反応できます。両性化合物は通常、金属の酸化物または水酸化物です。それらは酸と反応して金属塩を形成し、強塩基と反応して多原子金属イオンを形成します。塩基と反応するには、両性水酸化物が生成されたばかりである必要があり、塩基は高温で濃縮されている必要があります。次の例では、酸化亜鉛は亜鉛酸イオン Zn(OH) になります。 濃縮塩基に添加すると、可溶性亜鉛酸ナトリウムの一部として。

• 酸中:ZnO + H₂ SO₄ → ZnSO₄ + H₂ ああ
• ベース:ZnO + 2 NaOH + H₂ O → Na₂ [Zn(OH)₄ ]

両性化合物の例

水酸化クロム、水酸化スズ、水酸化鉛、水酸化コバルト、水酸化亜鉛、酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム。

多塩基酸とは?

一部の酸は、硫酸やリン酸のように、複数の酸性陽子を持っています。これらの化合物には、多くの興味深い特性と用途があります。詳細については、多塩基酸に関するチュートリアルを参照してください。

酸の性質を示すビデオ

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