強酸と強塩基|化学

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このチュートリアルでは、強酸と強塩基の特性と pH について学習します。、およびそれらの pH、pOH、pKa、および pKb 値の計算方法。

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語彙

pH – 溶液中の水素イオン濃度の尺度。

pOH – 溶液中の水酸化物イオン濃度の尺度。

強酸 – はじめに

強酸 (HA) は溶液中で完全に解離します。つまり、水溶液中で 100% イオン化します。さらに、強酸は良好なプロトン供与体であり、水溶液中にとどまることができます。強力なプロトン供与体は、酸素やハロゲン (フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、アスタチン、テネシン) などの電気陰性原子に水素が結合した分子として定義されます。水中では、強酸はプロトンを失い、H₂ に移動します。 O 分子、H を形成 O — ヒドロニウムイオン。

HA + H₂ O → H₃ O_(aq) + A_(aq)

この例では、A は酸の陰イオン (塩化物イオンや硝酸イオンなど) を表します。

強酸は、Ka (酸解離定数) の値が大きく、pKa (酸解離定数の対数) の値が小さいです。

強酸のpHとpKa

塩酸 (HCl) のような強酸の pH は 0 から 1 付近です。pH 値が低いほど、溶液中の水素イオンの濃度が高くなり、強い酸になります。

pH =-log [H]

酸解離定数 Ka は、酸が水溶液中でどの程度完全に解離するかを測定します。大きな Ka 値は、酸がそのイオンに大部分解離していることを意味するため、強酸を示します。強酸は溶液中で完全に解離するため、Ka の値は小さくなります。

対数酸解離定数 pKa は、Ka と直接的な関係があります。したがって、pKa 値が低いほど、酸が強くなります。

pKa =-log [Ka ]

強酸の共役塩基

共役塩基 酸の、酸が陽子を失うときに生じるイオンです。たとえば、HCl の共役塩基は塩化物イオン Cl です。強酸の共役塩基は非常に弱い塩基です。これらの共役塩基から形成された塩は、多くの場合、pH 7、または 7 を少し上回っています。たとえば、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、および硝酸ナトリウムはすべて、強酸の共役塩基である陰イオンを持っています。これらの塩はすべて、溶液中の pH が 7 に近く、中性の pH です。

強力なベース

強塩基 (BOH) も完全に解離し、水溶液中で 100% イオン化します。さらに、強塩基は優れたプロトン受容体であり、水溶液にとどまることができません。たとえば、すべての O イオンは、H₂ からプロトンを受け取ることによって、OH、水酸化物イオンに変換されます。 O分子。その結果、H₂ O分子はOHに変換されます。強塩基の陽イオンが水に溶けることに注意することが重要です。言い換えれば、陽イオンが水に溶ける場合、それは強い塩基を形成することができます.

BOH + H₂ O → B_(aq) + OH_(aq)

強塩基のpOHとpKb

pOH は水酸化物イオンの尺度です (OH-) 濃度。 pOH 値が低いほど、溶液中の水酸化物イオンの濃度が高くなり、塩基が強くなります。

pOH =-log [OH]

塩基解離定数 Kb は、塩基が水溶液中でどの程度完全に解離するかを測定します。大きな Kb 値は、塩基がそのイオンに大部分解離していることを意味するため、強い塩基を示します。

Kb 値を使用して、pKb を計算できます。 pKb 値が低いほど、塩基が強くなります。

pKb =-log [Kb]

水溶液の pH と pOH は、次の式で関連付けられます。

pH + pOH =14

溶液の pH または pOH 値のいずれかがわかっている場合は、もう一方を計算できます。強塩基は、一般的に 13 から 14 の間の pH を持っています。

強酸と塩基の例の pH の計算

Q1. HCl の 0.1M 溶液があるとします。その pH を計算します。

HCl + H₂ O → H₃ O_(aq) + Cl_(aq)

塩酸は強いので100%解離します。 0.1M は、ヒドロニウムイオンの濃度でもあります。

pH を計算するには、pH 式に 0.1M を代入します:

pH =-log [H₃ O] =-ログ (0.1) =1

Q2. NaOH の 0.1M 溶液があるとします。その pH を計算します。

NaOH + H₂ O → Na_(aq) + OH_(aq)

水酸化ナトリウムは強塩基なので、100%解離します。 O.1M は水酸化物イオンの濃度でもあります。

pH を計算するには、pOH 式に 0.1M を代入します:

pOH =-log [OH] =-log (0.1) =1

次に、次の方程式を使用して pH を解きます:

pH + pOH =14

pH =14 – pOH =14 – 1 =13

強酸と強塩基のリスト

一般的な強酸と一般的な強塩基の例をいくつか見てみましょう。

強酸のリスト (7):

HCl (塩酸)
HNO₃ (硝酸)
H₂ SO₄ (硫酸)
HBr (臭化水素酸)
HI (ヨウ化水素酸)
HClO₃ (塩素酸)
HClO₄ (過塩素酸)

強力なベースのリスト (8):

LiOH (水酸化リチウム)
NaOH (水酸化ナトリウム)
KOH (水酸化カリウム)
Ca(OH)₂ (水酸化カルシウム)
RbOH (水酸化ルビジウム)
Sr(OH)₂ (水酸化ストロンチウム)
CsOH (水酸化セシウム)
Ba(OH)₂ (水酸化バリウム)

フルオロアンチモン酸を知っていましたか超酸として知られる非常に強い酸の例は?非常に腐食性が高く、テフロン容器に保管する必要があります。超酸には、プロトンを別の分子に強制的に結合させるという極端な能力があります。

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