アレニウスの酸と塩基は、ほとんどの学生が化学の授業で学ぶ最初の種類の酸と塩基です。これは、部分的には、アレニウスの酸塩基理論が、分子とイオンに基づく酸と塩基の最初の現代的な説明であるためです。スヴァンテ・アレニウスは、1884 年に塩基中の酸の水素理論を発表し、1903 年にノーベル化学賞を受賞しました。人々がアレニウスの酸と塩基について学ぶもう 1 つの理由は、この理論が最も簡単な説明を提供し、ブレンステッド・ローリー酸を理解するための良い出発点となるためです。と塩基とルイス酸と塩基。
- Svante Arrhenius は、酸と塩基の最初の現代的な定義を提案しました。
- アレニウス酸は水中で解離して水素イオンを形成するか、水溶液中の H 濃度を増加させます。
- アレニウス塩基は水中で解離して水酸化物イオンを形成するか、水溶液中の OH 濃度を増加させます。
- アレニウス酸と塩基が反応して水と塩を形成すると、中和反応が起こります。
アレニウス酸の定義
アレニウス酸 は、水溶液中の水素イオン (H) の濃度を増加させる化学種です。アレニウス酸解離の化学反応の一般的な形式は次のとおりです。
HA(aq ) → H(aq ) + A(aq )
たとえば、塩酸は水中で解離して水素イオンと塩化物イオンを形成するアレニウス酸です。
HCl(aq ) → H(aq ) + Cl(aq )
水素イオンまたはヒドロニウムイオン
アレニウスの元の酸の定義は水素イオン濃度に関係していましたが、実際には遊離水素イオンが水分子に結合し、ヒドロニウム イオン H
H(aq ) + H2 O(l ) → H3 O(aq )
したがって、塩酸の解離のより正確な式は次のとおりです。
HCl(aq ) + H2 O(l ) → H3 O(aq ) + Cl(aq )
アレニウス酸を水素イオンで定義するか、ヒドロニウム イオンで定義するかは問題ではありません。
アレニウス酸の例
アレニウス酸には、化学式に 1 つ以上の水素原子が含まれています。しかし、水素を含むすべての分子が酸であるとは限りません。たとえば、メタン (CH4 ) は、わずかに極性の共有結合しか含まない非極性分子であるため、アレニウス酸ではありません。種が酸であるためには、分子は極性でなければならず、水素と別の原子の間の結合は極性でなければなりません.
| 名前 | 式 |
|---|---|
| 酢酸 | CH3 COOH |
| 塩素酸 | HClO3 |
| 塩酸 | HCl |
| 臭化水素酸 | HBr |
| ヨウ化水素酸 | こんにちは |
| フッ化水素酸 | HF |
| 硝酸 | HNO3 |
| シュウ酸 | H2 C2 O4 |
| 過塩素酸 | HClO4 |
| リン酸 | H3 PO4 |
| 硫酸 | H2 SO4 |
| 亜硫酸 | H2 SO3 |
アレニウス基地の定義
アレニウスの基地 は、水溶液中の水酸化物イオン (OH) の濃度を増加させる化学種です。アレニウス塩基解離の化学式の一般的な形式は次のとおりです。
BOH(aq ) → B(aq ) + OH(aq )
たとえば、水酸化ナトリウム (NaOH) は水中で解離し、ナトリウム イオンと水酸化物イオンを形成します。
NaOH(aq) → Na(aq) + OH(aq)
すべてのアレニウス塩基は水酸化物ですか?
物質が水酸化物であることがアレニウス塩基である必要があるかどうか疑問に思うかもしれません.答えは、質問者次第です。
一部の教科書やインストラクターは、アレニウス塩基を、水溶液中の OH 濃度を増加させ、その化学式に少なくとも 1 つの「OH」を持つ種として狭義に定義しています。
| 名前 | 式 |
|---|---|
| 水酸化リチウム | LiOH |
| 水酸化ナトリウム | NaOH |
| 水酸化カリウム | コウ |
| 水酸化ルビジウム | RbOH |
| 水酸化セシウム | CsOH |
| *水酸化カルシウム | Ca(OH)2 |
| *水酸化ストロンチウム | Sr(OH)2 |
| *水酸化バリウム | Ba(OH)2 |
| *0.01M 以下の濃度でのみ解離 |
しかし、他の化学者は、アレニウス塩基を単純に水酸化物イオン濃度を増加させる任意の種と定義しています。この定義では、メチルアミンは化学式に水酸化物イオンが含まれていなくても水酸化物イオンを形成するため、アレニウス塩基です。
CH3 NH2 (aq ) + H2 O(l ) ⇌ CH3 NH3 (aq ) + OH(aq )
アレニウス酸塩基反応（中和）
アレニウス酸とアレニウス塩基は、通常中和反応で反応し、水と塩を生成する。酸からの水素イオンと塩基からの水酸化物イオンが結合して水を形成し、塩基の解離による陽イオンと酸の解離による陰イオンが結合して塩を形成します。
酸 + 塩基 → 水 + 塩
たとえば、フッ化水素酸 (アレニウス酸) と水酸化リチウム (アレニウス塩基) の反応を考えてみましょう。
HF(aq ) ⇌ H(aq ) + F(aq )
LiOH(aq ) → Li(aq ) + OH(aq )
全体的な反応は次のとおりです:
HF(aq ) + LiOH(aq ) → H2 O(l ) + LiF(aq )
アレニウス酸塩基理論の限界
酸と塩基のアレニウス定義は、最も一般的な酸と塩基の挙動を説明していますが、溶媒が水以外の場合、またはガス間で化学反応が発生する場合、定義は適用されません。アレニウス理論には用途がありますが、ほとんどの化学者は酸と塩基のブレンステッド-ローリー理論を使用します。これは、概念に対してより一般化されたアプローチを取るためです.
参考文献
- Finston, H.L.; Rychtman、A.C. (1983)。 現在の酸塩基理論の新しい見方 .ニューヨーク：ジョン・ワイリー＆サンズ。 doi:10.1002/ciuz.19830170211
- Meyers, R. (2003). 化学の基礎 .グリーンウッドプレス。 ISBN 978-0313316647.
- マイスラー G.L.;ター D.A. (1999)。 無機化学 (第 2 版)。プレンティスホール。 ISBN 0-13-841891-8.
- マレー、カーミット K.;ら。 (2013 年 6 月) [2006]。 「質量分析の推奨事項に関する用語の標準定義」。 純粋化学と応用化学 . 85 (7):1515–1609. doi:10.1351/PAC-REC-06-04-06
