人々は酸と塩基について長い間知っていました。 1680年、ロバート・ボイルが初めて酸について記述しました。彼は、それらが多種多様な物質を溶解し、いくつかの天然染料の色（リトマスを青から赤に変えるなど）を変更し、アルカリ（塩基）にさらされるとこれらの特性を取り戻すことに注目しました. 18 世紀の酸性石灰岩反応中にガス状物質 CO2 を放出し、酸とアルカリが相互作用して中性物質を形成します。 Humphry Davy は、水素が酸の必須成分であることを確立することにより、現代の酸塩基の考え方に貢献しました。また、ジョセフ・ルイス・ゲイ・リュサックは、酸は塩基を中和する化学物質であり、これら 2 種類の物質は相互にしか説明できないと判断しました。彼は、酸が水に溶けて水素陽イオンを生成し、塩基が水に溶けて水酸化物陰イオンを形成すると定義しました。
一般的な溶液には、酸と塩基が含まれます。水を除いて、ほとんどすべての液体は酸性と塩基性の性質を持っています。それらには明確な特性があり、中和して H2O を形成することができ、物理的および化学的特性によって酸と塩基が定義されます。
イオンは水溶液に溶けるため、酸と塩基の溶液は電気を通すことができます。したがって、酸と塩基は電解質です。強酸と強塩基は強電解質を作り、弱酸と強塩基は弱電解質を作り、導電率に影響を与えます.
ロバート・ボイルについて
彼は、1627 年 1 月 25 日にアイルランドのウォーターフォード州リズモア城で生まれ、1691 年 12 月 31 日にロンドンで亡くなった、イギリス系アイルランド人の化学者であり自然哲学者でもありました。コークの」 (1566–1643) は、父の死後 1 世紀以上にわたってロバート フックと協力して、ガスの性質、特にボイルの法則 (ガスの法則を参照) で表現されたものに関する主要な研究を行った。 The Skeptical Chymist (1661) で、彼はアリストテレスの 4 つの要素 (地球、空気、火、水) の理解を批判し、現代の化学元素理論の前兆となる物質の微粒子の見方を支持しました。彼は有名な科学者であり、ロンドン王立協会の創設者でもありました。
ロバート・ボイルのメモ
酸と塩基の性質
酸は腐食します。
酸には酸味があります。
酸は、リトマスなどの特定の植物染料の色を青から赤に変えます。
酸は、アルカリと結合するとアルカリ性になります。
酸は、「酸っぱい」を意味するラテン語の acidus に由来します。
酢酸は水に溶けるので、酢には酸味があります。レモン果汁は、牛乳が腐敗したときに生成される乳酸のために、クエン酸によって酸味と香りがします。腐った肉やバターの酸っぱいにおいは、酪酸などの化合物によるものだと考えています。
アルカリの性質
アルカリは滑りやすい。
リトマスはアルカリに触れると赤から青に変わります。
酸の組み合わせにより、アルカリは弱アルカリ性になります。
ボイルは、アルカリを酸中和化学物質と定義しています。酸は、アルカリと混合すると酸味と金属を溶解する能力を失います。リトマスが酸と接触すると、アルカリは色の変化を逆転させます.アルカリは、特定の塩の「塩基」を形成するため、塩基です。
ロバート・ボイルの例
水で薄めた酢酸溶液は酢に酸味を与えます.
レモン汁はクエン酸のせいで酸っぱい.
牛乳が腐敗している間、乳酸を形成します。
ランシッド バターの酸っぱいにおいは、脂肪が腐敗するときに生成される酪酸に由来します。
中和
式は、酸が H+ を放出し、塩基が OH- を放出することを示しています。酸と塩基を組み合わせると、H+ イオンが OH- イオンと結合して H2O になります。
H+(aq)+OH-(aq)→H2O
塩基で中和された酸は、以下に示すように、常に水と塩を生成します:
HCl+NaOH→H2O+NaCl
アレニウスの理論は酸/塩基化学の基礎を明らかにするのに役立ちましたが、限界があります。重曹 (NaHCO3) には水酸化物イオンが含まれていないため、アレニウスの定義では重曹が塩基としてどのように振る舞うかを説明していません.
デンマークの科学者 Johannes Brnsted とイギリス人の Thomas Lowry は、1923 年にアレニウスの理論を改良し、独立した類似の論文を発表しました。 「Bronsted-Lowry は、アレニウスの酸と塩基の概念を拡張して、水素イオンを分解または吸収できる化合物を含めました」と Bronsted は述べています。
Arrhenius と Bronsted-Lowry の定義は似ています。酸は水素イオンを別の物質に与えることができ、H+ イオンは単に陽子であるため、酸は陽子を与えるものです。しかし、ブレンステッドの塩基の定義は、アレニウスの定義とは大きく異なります。酸とは異なり、塩基は水素イオンを受け入れることができます。酸から H+ を受け取って水を生成できるため、NaOH と KOH は塩基です。一方、Bronsted-Lowry の定義は、OH- を含まない物質を塩基として分類できる理由を説明しています。以下は、(NaHCO3) が酸から水素イオンを受け取る方法の例です:
HCl+NaHCO3→H2CO3+NaCl
炭酸 (H2CO3) はすぐに水と CO2 に分解され、バブルへの解決策。
pH
Bronsted-Lowry によると、酸と塩基は水素イオン濃度に関係しています。酸は水素イオン濃度を増加させますが、塩基は（それらを受け入れることによって）濃度を低下させます。物質中の水素イオン濃度は、それが酸か塩基かに影響します。
デンマークの生化学者である Sören Sörensen は、1909 年に酸性度を測定するために pH スケールを開発しました。次の式は、pH スケールを定義します:
たとえば、[H+] =1x 10-7 モルの解1 リットルあたりの pH は 7 です。pH は 0 から 14 まで変化します。0 から 7 までの物質を pH 0 から 7 の範囲の酸として分類できます。 pH と [H+] は反比例の関係にあるため、pH が低いほど [H+] が高くなります。塩基とは、pH 7 を超えて 14 までの物質です。純水のような中性物質は、pH =7 です。
結論
レモン汁、酢、その他多くの食品が酸っぱいことは昔から知られていました。最近まで、科学者たちはこれらのものが酸味を帯びている理由を発見していました。それらはすべて酸です。 17 世紀、アイルランドのアマチュア化学者で小説家のロバート ボイルは、物質を酸または塩基 (彼は塩基をアルカリと呼んだ) として分類した最初の人でした。
酸は金属を腐食させ、酸味があり、塩基と混ぜるとリトマス試験紙が赤くなります。酸と組み合わせると、塩基は塩基性が低くなり、滑りやすくなります。ボイルや他の人々が酸と塩基の挙動を説明しようと努力したにもかかわらず、最初の合理的な人物が酸と塩基の定義を提案するには、さらに 200 年かかります。
1800 年代後半のスウェーデンの科学者 Svante Arrhenius によると、水は多くの物質をイオン状態に分解することによって溶解する可能性があります。アレニウスによれば、酸は水素含有化合物であり、水に溶解し、水素イオンを水溶液に放出します。
