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大学受験化学で質問
htms42の回答
・「水分子は水素イオンを他の物質から受け取ると塩基として働く。」 これは問題文そのままですか。 前に何か文章がありますか。 どういう文脈で出てきたものでしょうか。 ２つの文章で主語を確認してみましょう。 Ａ：「塩化水素HCLを受け取るとしたら酸として働く」（ＨＣＬでなくてＨＣｌです。） 「受け取る」の主語は「水」ですね。「酸として働く」の主語は何でしょう。この文章であれば受け取るの主語と同じ「水」です。だから「水が酸として働いた」という文章になっています。内容のおかしい文章にになっています。 酸として働いたのはＨＣｌのはずですね。水溶液が酸性になれば水に溶けている物質が酸です。酸とは水溶液を酸性にするような働きをする物質です。これは普通の定義です。酸性はリトマス試験紙の色を変えます。金属を溶かします。すっぱい味がします。化学式がわからないときからこういう性質を酸性、そういう性質を生じるのが酸の働きだとしてきたのです。酸性の原因がＨ^+だと理解されるようになってから「酸性にする」という表現が「水中にＨ^+を生じる」という表現に変わりました。「アレニウスの定義」と呼ばれているものですが古くからの定義と同じものです。 水については何も言っていません。酸や塩基が溶けて酸性やアルカリ性が生じる舞台を作っているだけです。酸性やアルカリ性は酸や塩基が溶けることによって水の性質が変わったということを表しているのですから水だけであれば中性であるということになるはずです。基準になる物質です。酸性やアルカリ性は水溶液の性質です。 Ａ'：「ＨＣｌを水に溶かすと水溶液は酸性になる。ＨＣｌは酸として働いている。このときＨＣｌは水にＨ^+を渡している」 という文章にすれば普通の酸の定義になります。 Ｂ：「水分子は水素イオンを他の物質から受け取ると塩基として働く。」 「受け取る」の主語も、「塩基として働く」の主語も「水」です。水が塩基として働いたという意味です。Ａ'の文章と違いますね。 Ａ’では「ＨＣｌが酸として働いた」、Ｂでは「水は塩基として働いた」と言っています。矛盾する内容ではありません。でもＢはＡ'にない内容を含んでいます。 Ａ’での水は酸の働く舞台というだけです。Ｈ^+が存在する場所です。でもＨ^+を受け取る能力を持っているからこそ酸性という状態が実現します。それを表しているのが ＨＣｌ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ３Ｏ^+＋ＯＨ^- という式です。 ＨＣｌからＨ２ＯにＨ^+が移動しています。ＨＣｌでなくても酸であればすべて同じようにＨ^+が移動します。酸に強弱があるのは（ＨＣｌ＞ＣＨ３ＣＯＯＨという酸の強さの違いは）この移動の能力の違いだということになります。 ＮＨ３はアルカリ性の物質です。水溶液中でＯＨ^-を生じます。 その変化を式で表すと ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ→ＮＨ４^+＋ＯＨ^- です。この場合もＨ^+の移動が起こっています。Ｈ２ＯからＮＨ３にＨ^+が移動することで水溶液の中にＯＨ^-が生じているのです。 そうするとこれらの物質をすべてＨ^＋の移動という立場から順序づけてみようという考えが出てきます。酸の強弱というひとつの基準で並べてみようということです。強弱の判定基準はＨ^+の押し付け合いです。 ＨＣｌ＞ＣＨ３ＣＯＯＨ＞Ｈ２Ｏ＞ＮＨ３ となります。 こうなると水は酸や塩基が溶けて酸性やアルカリ性という性質を生じる舞台ではなくて順番の中のひとつの物質ということになります。水に酢酸を溶かす場合も酢酸に水を溶かす場合も同じように考えることができるようになります。酢酸にアンモニアを吹き込む場合も塩化水素を吹き込む場合も考えることができます。ＨＣｌを吹き込めば ＨＣｌ＋ＣＨ３ＣＯＯＨ→［ＣＨ３ＣＯＯＨ２]^+ Ｃｌ^- が生じるだろうという予想もできます。 水溶液をとくべつなものと考える必要はありません。同時に水を基準にしていた酸性とかアルカリ性とかも意味を失います。 水の代わりにアルコールを溶媒としたときの酸の働きを考えることもできます。 酸・塩基の違いはなくなってただ「強さの異なる酸がある」ということだけになります。 これで終わりなんですがここから余計なことをやっています。 強さの異なる２つの酸が混ざると、強い方から弱い方にＨ^+が移動します。 これを「弱い方の酸は強い方の酸に対して塩基として働いている」と表現しているのです。これはブレンステッドの定義です。 従来の酸・塩基の定義で使い慣れている言葉を相対的な酸の強、弱に当てはめたものです。 「酸という言葉に一本化した」はずなのにまた塩基という言葉が復活してしまっています。（どういう定義であれ水溶液の場合は同じ内容にならなければいけないはずですから言葉としても同じ言葉が使えるほうがいいという判断かもしれません。） 習い始めたばかりのときはこれが混乱の原因になります。 それにつけこんだ「水は酸としても塩基としても働く」というようなクイズもどきの問題が出てくることになります。
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