アンモニア水について

質問

アンモニアが水に溶解してアンモニア水が生成されるわけですが、このとき　なぜ　NH4+(アンモニウムイオン) OH-が少ししかできないのでしょうか？（なぜ電離度が低いのでしょうか？）教えてください

回答No.3

noname#160321 · ベストアンサー

>>「フェノールフタレイン入りアンモニア水を加熱すると、色が薄くなり、元の温度に戻すと色が戻る」
もし、加熱するときフラスコなど口の細い容器を用いていたりして、水から追い出されたアンモニアが容器内の気相に充分残っていたりすると、冷却したとき再度溶け込んできますので、当然溶液中のアンモニア濃度は上がりフェノールフタレインの色は濃くなります。
加熱したとき充分気相のアンモニアを追い払っていたとすると、冷却したとき色が濃くなるのは不思議。
アンモニア以外の「ガス化しない」アルカリでも同じ事を試してみると、もしかして「温度が高いとフェノールフタレインの色が薄くなる」効果があるのかも知れません。
ｐHによるフェノールフタレインの構造変化は温度依存性があってもおかしくないので、もしかしたら、それかも、だったら面白い。^^

回答No.2

noname#160321

まず最初に、こいつから。
>>電離度(酸解離定数Ｋa)が低いということの決定要因が構造に関係があるとかそういうことが聞きたいんです。
pKaが小さい要因は窒素の置換基の性質によります。まず非結合電子対(Lone Pair)がベンゼン環とπ共役できるアニリンの塩基性が最も小さく、共役酸のpKaが小さくなります。
次にピリジン、ピリジンの窒素はsp2混成ですのでLone Pairもsp2、sp2はsp3より電子雲の広がりが短めで(ｓ性が高い)、塩基として不利です。
アンモニアは置換基効果無し。
アルキル置換されるとσ性の電子押し込みや時にhyper conjugation(最近は使わないかも)の効果によりN上の電子密度が上がり、より強い塩基になります。

さて、フェノールフタレインなんですが、あんまり簡単じゃないんです。
キリヤ化学様のURLを添付しました。
滴定で使うのは色の薄い方、色が濃くなるまでアルカリ(今回はアンモニア)を入れると「アンモニアが濃すぎます」。
アンモニア水の加熱ですが、多少加熱した程度ではアンモニアは残っていますので、色は消えません。沸騰させると「多分」かなり追い払われると思います。実際には加熱しながら純窒素などを泡にして吹き込んでアンモニアを追い出さないと、なかなか全部は出て行って呉れません。
一回混じったらなかなか分かれない。これも「エントロピー増大の法則(経験則)」=「熱力学の第二法則」の一例です。

参考URL：

http://www.kiriya-chem.co.jp/q&a/shijiyaku.html

補足

すみません
ちょっと高校生の私には理解が難しいレベルです....

フェノールフタレインは調べたんですけど、アンモニアが少し薄くなったようじゃぁ色があまり変わらないようですね。

ということは「フェノールフタレイン入りアンモニア水を加熱すると、色が薄くなり、元の温度に戻すと色が戻る」というのはどういうことでしょうか？色が戻る点で矛盾が生じているような気がしますが....

回答No.1

noname#160321

言い換えにしか過ぎませんが、アンモニウムイオンの酸解離定数Ｋa(NH4(+))の値が小さいからです。ちなみに値は9.42。
ピリジンはもっと弱くＣ5Ｈ５ＮＨ(+)のｐＫａは5.24、アニリンなどだとＣ６Ｈ５-ＮＨ３(+)が4.65で既に「酸!」
では少しは強い塩基ではと探してみるとリン酸水素塩ＨＰＯ４(２-)が水素イオンを「出して」ＰＯ４(３-)になる解離定数が12.35、とアンモニアよりも強い塩基です。
アルカリ金属水酸化物などですと完全解離してしまいますので比較になりません。比較になる良い塩基がないですねー。
なおどの値も理科年表(丸善)からの引用です。
ｐＫａの定義分かりますよね…。分からなかったらご返事下さい。

お礼

早速の回答ありがとうございます

書く欄が違うような気がしますが、もうひとつ補足です。

そもそもなぜこのようなことを聞いたのかと言うと、「フェノールフタレイン溶液をいれたアンモニア水を加熱し、観察、その後もとの温度に放冷する」という実験を行った際、放冷すると、アンモニアが蒸発した分、水溶液の色が薄くなるはずなのに、あまり変わらない。（目で見てもわからない）ということから調べその中の疑問点を聞いたのです。

補足

えっとつまり電離度(酸解離定数Ｋa)が低いということの決定要因が構造に関係があるとかそういうことが聞きたいんです。