酸、塩基。どちらのグループにも独自の特徴があります。私たちが知っているように、酸性溶液は酸性溶液の典型であり、酸性溶液の例はクエン酸を含むレモンやライムなどです.典型的な塩基溶液には苦くて滑らかな溶液がありますが、例えば洗剤中の水酸化ナトリウムです。しかし、その特性だけで判断してしまうと、確実に効果がありませんよね？誤って飲み込んでしまうと、有害な強酸や強塩基の溶液がたくさんあります。では、溶液を酸または塩基として扱うにはどうすればよいでしょうか。こちらもお読みください:さまざまなタイプのpHメーター
はい。溶液の酸または塩基の量を決定する最も簡単で安全な方法は、溶液の pH を考慮することです。 pH は基本的に、フランス語の 「pouvoir Hydrogène」に由来します。 これは英語で「水素力」と訳されています。一般に、pH は、溶液の酸性度と塩基性度を決定するために使用される数値スケールとして定義できます。この pH の概念は、1909 年にデンマークの化学者 Søren Peder Lauritz Sørensen によって初めて導入されました。
pH 測定は、天然指示薬、赤リトマス紙や青色リトマス紙などの人工指示薬、または pH 指示紙を使用して行うことができます。溶液の pH は 0 ～ 14 の範囲で、pH が小さいほど (=<7)、酸性になります。 pH が大きいほど (=> 7)、塩基性が高くなります。一方、pH 7 の溶液は中性と呼ばれます。さらに、溶液のpHを計算することも、式で計算することによって行うことができます.
さて、pHを認識した後、私たちは不思議に思うかもしれません.もしそうなら、何がpHの大きさに正確に影響しますか? pH溶液に影響を与える要因は?
以下の pH の計算に使用される式に簡単に注意してみましょう!
- 酸性溶液
pH =-log [H]
- 強酸
[H] =M x 酸価
- 弱酸
[H] =
[H] =M×α
注:
[H] =Hイオン濃度
K
M =酸濃度
α =イオン化度
- 基本ソリューション
pOH =-log [OH]
pH =14 – pOH
- 強力な基盤
[OH] =M x 塩基価
- 弱い基盤
[ああ] =
[OH] =M×α
注:
[OH] =OH イオン濃度
K
M =塩基濃度
α =イオン化度
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H および OH イオンの濃度
上記の一連の式から、溶液の pH は H および OH イオンの濃度によって影響を受けることがわかります。 H イオンの濃度は、水 1 リットルあたりの H イオンのモル数を説明します。一方、OH イオン濃度は、水 1 リットルあたりの OH イオンのモル数を表します。つまり、溶液中のHの濃度が高いほど、溶液の酸性度は低くなります。こちらもお読みください:日常生活における酢酸の使用
たとえば、H イオン濃度が 10 の溶液は pH 3 になります。しかし、H イオンの濃度が 10 のように小さい場合、pH は 6 になります。pH 3 の溶液は、pH 6 の溶液よりも酸性です。 .
<強い>1. [H] =10 の場合
pH =-log [10]
pH =3
<強い>2. [H] =10 の場合
pH =-log [10]
pH =6
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これらの計算から、溶液の pH が溶液中の H イオンと OH イオンの濃度によって影響を受ける可能性があることは明らかです。
- 溶液の濃度または極性の式:
M =n / V
注:
M =モル濃度 (M)
n =溶質のモル (モル)
v =溶液の量 (リットル)
溶液中の H および OH イオンの濃度は溶液のモル濃度の 1 つに影響されるため、その濃度は溶質のモルと溶液の体積の影響を受けます。
溶液の酸性特性を増加または強化したい場合は、H イオンの濃度を増加させ、溶質のモル数を追加することで実現できます。酸または塩基溶液の値が大きいほど、H イオンの濃度が高くなります。 H イオンの濃度が高いほど、溶液の pH が低くなり、溶液はより酸性になります。
逆に、溶液の酸性度を弱めたい場合は、溶液の溶解度を最小限に抑えることで、H イオンの濃度を下げることができます。 H イオンの濃度が小さいほど、溶液の pH が高くなり、溶液の酸性度が弱まります。
この原則は、化学実験室だけでなく、日常生活にも当てはまります。たとえば、池や水族館で魚の世話をするペット愛好家向けです。強力なHNO3の添加 酸性溶液は、水のpHを下げることを目的とする場合に通常実施されます。
イオン化度
溶液の pH が H または OH イオンの濃度によって影響を受ける場合、酸または塩基溶液が同じ濃度で同じ pH を持つことができるのはなぜですか?これは、水溶媒中でイオン化されている酸または塩基モルの濃度が原因で発生する可能性があります。水系溶媒中のイオン化可能な物質の量がイオン化度（α）です
α=イオン化物質のモル量/初期モル量
イオン化度は、電解液と非電解液を区別するために使用されるだけでなく、酸と塩基の強度を 0 ～ 1 またはパーセント単位で表すためにも使用されます。 α=1の場合、強酸または強塩基に分類されます。 α =0 の値は、物質のモルが決してイオン化されないことを意味します。一方、α の値が 0 ～ 1 の場合は、弱酸または弱塩基に分類されます。
この原理に基づいて、強酸と同じ濃度の弱酸のpHを比較すると、酸性が強いほどpHが小さい（酸性が強い）と結論付けることができます。したがって、基本ソリューションの場合も同じです。濃度が 0.1 の NaOH (強塩基) と NH3 の溶液があるとします。 同じ濃度の溶液の場合、NaOH 溶液の pH は高くなり、これはより強い塩基性を意味します。
イオン化定数
さらに、イオン化の程度は、溶液の Ka と Kb にも影響します。溶液のpHの計算式からわかるように、KaとKbも[H]と[OH]に影響します。式を再定義すると、溶液のイオン化度は、Ka/Kb を Ma/Mb で除算して求めることができます。イオン化度が大きいほど、イオン化定数の値が大きくなります。イオン化定数が大きいほど、[H]または[OH]の値が大きくなります。 [H] の値が大きいほど、溶液の pH が大きくなり、酸性度が弱くなり、逆もまた同様です。こちらもお読みください:酸性溶液の例
以上が、pH 溶液に影響を与える要因に関する完全な理論です。化学をしっかり勉強しましょう！
