化学の疑問

・「溶ける」
　溶媒と溶質を考えます。何かを溶かすために使われた液体のことを溶媒と言います。普通水に溶かすと言う場合が多いです。溶ける物質が溶質です。
「溶ける」ということは溶質が溶質を構成している基本粒子のレベルまでバラバラになって溶媒の中に散らばって（分散しいて）いることです。
分子で出来ている物質は分子のレベルまでバラバラに、イオンで出来ている物質はイオンのレベルまでバラバラになっています。バラバラになるのは溶媒の働きです。
イオンで出来ている物質は溶ければイオンがバラバラになっています。これを電離していると言っています。イオン性物質は全て電解質です。
分子性物質でも水に溶けるとイオンが生じるものがあります。
分子性の電解質と言います。ＨＣｌは分子ですが水に溶けるとイオンに分かれます。ＣＨ３ＣＯＯＨもイオンが生じます。でもＨＣｌとＣＨ３ＣＯＯＨではイオンに分かれる程度が異なります。これを電離度という量で表すことがあります。濃度によって電離度は変化します。
０．１ｍｏｌ／ＬであればＨＣｌはほぼ１００％。ＣＨ３ＣＯＯＨはほぼ１％です。

「電離」、「電解質」は現在使われている言葉ですが古いイメージの古い言葉です。中性の物質が電圧をかけるとイオンに分かれるというイメージの言葉です。アレニウス以前はこういう風に考えられていました。
電圧をかけなくても水溶液中にイオンが存在するということを認めて酸、塩基の性質を考えたのがアレニウスです。
ＮａＣｌのような典型的なイオン性物質でも固体状態ではイオンではないと考えられていました。これはもっと後まで続いていました。水に溶かしてはじめてイオンになると考えられていました。（今だにＮａＣｌを分子式という人がいます。ノーベル賞を貰っている物理学者ワインバーグの本の中でも分子という言葉を使っています。）

・「ブレンステッドの定義」というのは溶媒を水以外の液体としたときの話です。そのときは酸、塩基という考え方が成り立たなくなるのか、それともいくらか修正はあるかもしれないが成り立つとするのかです。
したがって非水溶媒を扱う場面の多い有機化学の分野で使われだしたものです。（ＣａＯ＋ＣＯ２→ＣａＣＯ３は中和反応です。水素の関与していない、気体と固体の直接反応はブレンステッドの定義では判断不能です。）
そこから逆に水の場合に戻って水の働きをいろいろ考察するということも行われています。
でも水しか考えないのであればわざわざ別の定義を持ち込む必要はありません。アレニウスの定義で十分です。

例を１つ出しておきます。
金属Ｎａは水と反応します。水素が発生し、反応後の溶液はアルカリ性になります。フェノールフタレイン溶液を入れると赤くなります。
アルコールでも同じ反応が起こります。
水素が発生して反応後の溶液は赤くなります（少し色合いが紫がかっています）。これは水に溶けないアルコールでやっても同じです。ペンタノールでやると水の上に浮いた状態でこの反応が起こります。上下２層の上が赤紫色、下が無色です。よく振って混ぜます。上の赤が徐々に下に移っていきます。最終的に上の層は無色になってしまいます。
２Ｎａ＋２Ｃ５Ｈ１１ＯＨ→２Ｃ５Ｈ１１ＯＮａ＋Ｈ２　
Ｃ５Ｈ１１ＯＮａ＋Ｈ２Ｏ　→　Ｃ５Ｈ１１ＯＨ＋ＮａＯＨ

水はアルコールよりも酸性が強いということになります。
弱酸の塩に強酸を加えると強酸の塩が出来て弱酸が遊離すると言われている反応が起こっていることになります。
ブレンステッドの定義は酸・塩基とその強・弱を相対的に見ていくということにもつながってきます。

投稿日時 - 2009-11-24 11:30:52

（１）ＨＣｌがＨ＋とＣｌ−に分かれるだけのことです。水中ではこうなった方が安定でいられることが理由です。因みに、別に電流を流さなくてもこうなります。
（２）酸、塩基というのは相対的なもので、同じ物質でも共存するものによって酸として働いたり塩基として働いたりします。
（３）陽イオンと陰イオンに分かれることです。電流を流す必要はありません。
（４）＃１さんの回答の通り、溶解と電離は別物です。また、電流を流したからといって全ての電解質が電離するわけでもありません。陽極、あるいは陰極での反応によってもとの物質から生じたイオンが消費されて減っていくのであればいつかは全てイオンになってしまうかも知れませんが、それは電流が流れているからではなく、イオンが消費されていくことによる電離平衡からのズレを打ち消そうとするからです。

投稿日時 - 2009-11-23 22:10:10

A1
まず、電離とは電気を通すと分離する、ということではありません。
中性の原子や分子が電気を帯びた原子やイオンに分かれることをいいます。
HClは水溶液中でH+とCl-に電離することでH+を発生させますのでArrheniusの定理により酸性ということになります。
ここでいう「放出」とは、電離した時に発生するかどうかを判定しています。

A2
水はもちろん中性なのですが、ここで言われているのは、「酸としても塩基としても働ける」ということです。
中性という性質を持ちながら、酸と塩基の働きをすることができることを言っており、水が酸性や塩基性を示すとは言っておりません。
具体的には水が電離した場合、H+とOH-が生じ、それぞれ酸性、塩基性の役割をすることを言います。

A3
電離とはA1で答えましたように、電気を帯びた原子やイオンに分かれることをいいます。
>>電気を通すことによって分かれて…
というのは、おそらく電気分解のことを言っているだろうと思いますが
電気分解と電離は言葉のイメージは似ていますが別の現象です

A4
電離度とは水に溶かした物質がどのくらい電離しているかを表す指標で、大部分が電離する物質だと1に近くなり、ほとんど電離しない物質だと0に近づきます。
電気を流す、というか、電気が流れるという現象自体が、電離したイオンによる働きであり、先にも述べましたように電気を流すと電離が起こるのではありません。
高い電圧をかけることで強制的に電離させて電気を流す（絶縁破壊）もありますが
おそらく分野外でしょう。

投稿日時 - 2009-11-23 21:54:44