たとえば、ガス状分子である HCl は比較的安定した分子であり、混合物に別の分子が適用されない限り、酸または塩基として機能しません。溶液に水を加えると、HCl はすぐに水と相互作用し、H3O+ と Cl– を形成します。
ブレンステッド ローリーの定義
Bronsted-Lowry の概念に従って、塩基との反応内でプロトンを容易に放棄 (供与) できる分子は酸です。一方、塩基は、プロセス中に酸によって生成されたプロトンを受け取る可能性のある分子のようです。塩化水素と水が関与する反応では、HCl は酸として機能し、水は塩基として機能します。アンモニアと水が関与する反応では、水がアンモニア分子に陽子を与え、NH4+ と OH– を生成します。その結果、アンモニアは塩基性であるように見えますが、水はこの反応を通して実際に酸です。水は、ブレンステッド・ローリー酸でもあり、ブレンステッド・ローリー塩基でもあります。両親媒性水は、水溶性と不溶性を兼ね備えた水の一種です。
緩衝液
化学反応と生化学反応の両方が、いくつかの化学プロセスにおいて狭い濃度範囲でしか発生しませんでした。必要な反応が起こることを保証するために、pH を一定に保つバッファーが使用されます。 pHを特定の範囲に保つために緩衝液が使用されてきました。弱酸とその共役塩基は、緩衝液を形成するためにほぼ等分子の割合で混合されます。これらの混合物を生成するには、たとえば、等量の弱酸と酸の塩を混合します。
少量の酸を加えると、酢酸イオンもそれと反応し、ル シャトリエの原理に従って、有効な pH 変化が減少します。微量の塩基を加えると、この酢酸が反応し、有効な pH 変化が再び減少します。注入される酸または塩基の量は、バッファーの総量よりも少なくする必要があります。そうしないと、バッファーが使い果たされ、pH が変化する可能性があります。
強酸と強塩基
酸が強ければ強いほど、H+を出しやすくなります。強塩基は H+ イオンと接触すると急速に OH– を生成しますが、塩酸 (HCl) は非常に酸性で、完全に水素イオンと塩化物イオンに溶解しますが、トマト ジュースや酢に含まれる酸は完全には溶解せず、弱酸と呼ばれます。水酸化ナトリウム (NaOH) と多くの一般的な洗浄剤を水に入れると、OH– イオンがすぐに放出されます。これは、溶液中の H+ と相互作用して淡水分子を形成し、システム内の遊離 H+ の量を減らして、総 pH を上昇させます。海水は弱塩基性溶液の例であり、pH は約 8.0 で、非常に良い海洋生物が生息するのに十分なほど中性に近い.
pH スケール
pHスケールは、溶液の酸性度または塩基性度を決定するために使用されます。スケーリングは pH 値に依存するため、対数です。したがって、1 pH 単位の変化は、H+ イオン濃度の 10 倍の変化に相当します。 pH スケールは一般に 0 から 14 の範囲であり、ほとんどの溶液はこの範囲内にありますが、0 未満または 14 を超える pH も考えられます。 pH 7.0 未満のものはすべて酸性ですが、pH 7.0 を超えるものはアルカリ性または塩基性です。
人間の細胞のpHは6.8ですが、血液のpHは7.4と極めて中性に近いです。腸細胞は死ぬため、特に胃酸や食物と直接接触する細胞は常に入れ替わります.実際には、人間の消化器系の膜は 7 ～ 10 日ごとに完全に入れ替わります。
結論
酸と塩基の間の化学的相互作用は、酸塩基反応として知られています。溶液のpHを測定するために使用できます。酸塩基概念として知られる多くの概念理論は、反応のさまざまな例と、それらがさまざまな問題をどのように解決するかを示しています。たとえば、Bronsted–Lowry の酸塩基の概念です。
酸塩基反応理論を、連携する一連の仮説として考えることが重要です。
