水素イオン濃度は、特定の溶液がどの程度酸性か塩基性かを示します。さらに水素イオン？より酸性。水素イオンが少ない？より基本的な。シンプルですね。水素イオン濃度の定義と計算方法を見てみましょう。まず、水中で水素イオンと水酸化物イオンがどのように生成されるかを確認します。
水の自己イオン化
水はわずかに自己イオン化します:
遊離水素イオンは実際には溶液中に存在しないため、これは単純化したものです。これが実際の外観です:
水素結合により、水素イオンは水分子と結合して H3 を生成します。 O、またはヒドロニウム .したがって、水素イオン濃度を計算すると、ヒドロニウム イオン濃度も計算されます。
水については、水イオン プロダクト または K
摂氏 25 度で、実験的に決定された K
解離と K
強酸のモル濃度から水素イオン濃度を計算する
強酸は、存在する水酸化物イオンよりも水素イオン濃度を増加させます。
例はHClです：
HCl は強酸なので、水中では完全に解離します。では、1.5M HCl 溶液があるとしましょう。水素イオン濃度は?
まあ、これはとても簡単で、数学も必要ありません!酸は完全に解離するので、水素イオン濃度は溶液のモル濃度と同じです。この場合、水素イオンの濃度、つまり [H] が 1.5M であることを意味します。
一方、強塩基は水素イオンよりも多くの水酸化物イオンを持っています。 NaOH の 0.1M 溶液があるとします。この場合のHの濃度は?さて、K
この強塩基は完全に解離するため、水酸化物または OH- の濃度は溶液のモル濃度に等しいことがわかります。 [OH-] =0.1 M.
だから、
[H+] を解くと:
意味あり！これは塩基性溶液であるため、水素イオンよりもはるかに多くの水酸化物イオンが存在します.
pH からの水素イオン濃度の計算
さて、水素イオン濃度を議論するために常に科学表記法を扱うのは少し面倒です。代わりに、科学者は pH スケールを使用します。
pH の定義は次のとおりです。
pH は、水素濃度の負の対数です。文字 p は文字通り負の対数を意味します。
したがって、pH 値が 5.5 の場合、水素イオン濃度を求めることができます:
マイナス 1 でダイビングして逆対数を取ると、次の結果が得られます。
解くと、以下が得られます:
pH =5.5 の溶液の水素イオン濃度は 3.2*10M です。ほら、これが、答えを得るために得た長い数字全体よりも、pHについて話す方がはるかに簡単な理由です! pH 5.5 は酸性度を示しており、必要に応じてモル濃度を計算できます。
pKa値の意味は?
強酸は溶液中で完全に解離するため、強酸の水素イオン濃度の計算は簡単ですが、弱酸の水素イオン濃度の計算は少し複雑です。これらの酸は、水中で完全にイオン化するわけではありません。各酸は、水溶液中で水素イオンを失う傾向があります。強い酸は、弱い酸よりも水素イオンを失う可能性が高くなります。
イオン化反応の平衡定数を酸解離定数（K
ヒント
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pKa 値が高いほど、酸は弱くなります。 pKa 値が低いほど、酸が強くなります。
