酸・塩基　の分類

オキソニウムイオン、水酸化物イオン、水溶液中での電離がわかっていると書いてあるのに酸、塩基の判断が出来ない。どうしてですか。
酸・塩基の定義でアレニウスとブレンステッドを書いてありますがブレンステッドはひとまず忘れて下さい。アレニウスの定義を少し修正して出します。「水溶液中でオキソニウムイオンを生じる物質を酸、水酸化物イオンを生じる物質を塩基と呼ぶ。」これでこの質問の中に示されている物質は全てわかるはずです。
Ｈが化学式の中に含まれていればいいのではありません。イオンとなって離れてこないといけません。初めから無くてもいいです。水の中で出てくればいいです。
アルコールにはＨもＯＨもあります。でも水中でイオンとして離れてきません。酸でも塩基でもありません。酢酸にはＨが４つあります。でもイオンとして離れてくるのはＯについているＨ１つです。酢酸は一価の酸です。
アンモニアにはＨがありますがＯＨはありません。でも水中でＮＨ３＋Ｈ２Ｏ⇔ＮＨ４＋＋ＯＨ－と電離します。一価の塩基です。二酸化炭素はＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ⇔ＨＣＯ３－＋Ｈ３Ｏ＋で酸です。ＣａＣＯ３やＮａＨＣＯ３という形のものが多く存在しますのでＨ２ＣＯ３という化学式で炭酸を表しています。　炭酸は二価の酸です。上の電離式でも途中でＨ２ＣＯ３を考えた方がわかりやすいと思います。ＳＯ２，ＳＯ３，ＮＯ２も同様に考えます。酸の形はＨ２ＳＯ３，Ｈ２ＳＯ４，ＨＮＯ３です。

＞酸化数の変化で酸・塩基がわかる
という文章は間違いです。酸化数は酸化・還元です。

有機物の場合は酢酸に見られるように酸に関係するＨとかんけいないＨとの区別が必要です。官能基ということで構造毎に整理されていますからそれを判断の材料にします。分子式だけではわかりません。異性体も多いです。蓚酸はカルボキシル基を２つ持っている酸です。２価の酸です。酢酸の中にあるＣＯＯＨの構造をカルボキシル基と呼んでいるのを知っていると思います。

酸には普通～酸という名前が付いています。塩基には普通水酸化～という名前が付いています。強弱の違いはありますがこれが食い違うことはありません。
注意するのはアンモニアです。これは上で見たように「水酸化～」というのではない塩基です。アニリンのようなアンモニアの誘導体でも同じです。アミノ酸は１つの分子の中に酸の構造であるＣＯＯＨと塩基の構造である－ＮＨ２の両方を持っています。昔は塩基はかならずＯＨ－をふくんでいるはずだと考えて「水酸化アンモニウム」という表現を用いていました。今は間違いであるとされています。年配の人が使うことがありますから注意して下さい。
もう一つの注意は水に溶かしたときに酸性を示す物質は「～酸」と呼ばれるもの以外にもあるということです。塩基性についても同様です。酸・塩基と酸性を示すもの・塩基性を示すものとは一致していません。酸と塩基が反応して生じたイオン結合性の物質を塩（塩）と呼びます。塩を水に溶かしたときた水溶液は酸性にも中性にも塩基性にもなります。塩化ナトリウムの水溶液は中性ですが塩化アンモニウムの水溶液は酸性です。炭酸ナトリウムはアルカリ性です。水酸化ナトリウムの合成法が見つかるまでは最強のアルカリでした。何故こういう事が生じるのかを説明するためには電離の強さが問題になります。酸の強弱、塩基の強弱で説明する人、電離度で説明する人共役酸・共役塩基で説明する人、色々です。
形だけでは判断できません。ＨＳＯ４－は酸性を示しますがＨＣＯ３－は塩基性です。具体的な電離度が問題になります。高校の化学では酸性を示す塩を酸の中に含めるということはしていません。同様に塩基性を示す塩を塩基の中に含めてはいません。
でもこれは一つの立場です。含めてしまうという立場でも構わないのです。
アレニウスの定義の後に補足を付け加えると反応の範囲が広がります。
追加の性質。「水溶液中で酸・塩基として働く物質は水のないところでも直接反応することが出来る」
ＮＨ３＋ＨＣｌ→ＮＨ４Ｃｌは普通水溶液中の反応を表しています。でもこの反応は水のないところでも可能です。ＣａＯ＋ＣＯ２→ＣａＣＯ３は漆喰が固まっていくときの反応です。Ｃａ（ＯＨ）２＋ＣＯ２→ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏという似た反応式を書くことも出来ます。これは固体と気体の反応として実際に起こることです。
ブレンステッドの定義をアレニウスの定義の拡張だとしている本があります。でもこの反応に対しては使うことが出来ません。ブレンステッドの定義は有機化学の分野での要請で広まったものです。

投稿日時 - 2006-08-14 20:46:48