NaOH + H2O --> ?

質問

HCl + H2O --> H3O(+) + Cl(-)
ですが、

NaOH + H2O --> ?
どのような状態になるのでしょうか。
OH(-)が全てNa(+)と分離していなくてはならないことを考えると、
Na(+)がH2Oとくっつくのではないかと考えているのですが…

回答No.3

ORUKA1951 · ベストアンサー

質問
＞OH(-)が全てNa(+)と分離していなくてはならないことを考えると、
No.1への補足
＞NaOHは強塩基ですので、水中ではOHはほぼ全てNaと分離した状態になると思いますが、

いずれも、正確ではありません。

繰り返しますが、これは結果であって理由ではありません。
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
　水分子は、大きく分極しています。それは、酸素のsp³混成軌道に水素のs軌道電子がσ結合しているという構造が関与しています。
　sp³混成軌道(形は調べてください)・・そのうちの二つだけ中心に水素原子核が存在する。

　そのため、水素原子の背後は水素原子核がほとんど裸の状態でむき出しになっていること。酸素の結合に関与していないsp軌道には陽電荷をもつ原子核が存在しない状態ですね。
　そのため、電荷をもつ物質や極性分子に対して水分子が強くひきつけられます。そのため、その物質を水分子がコーティングしている状態になります。
　ここで、その結合力を考えると
水-水
水-溶媒分子
溶媒分子-溶媒分子
の三つの組み合わせがあり、それぞれの力関係で状態が決まります。
(水-水)＞(水-溶媒分子)＞(溶媒分子-溶媒分子)
(水-水)＞(溶媒分子-溶媒分子)＞(水-溶媒分子)
(水-溶媒分子)＞(水-水)＞(溶媒分子-溶媒分子)
(水-溶媒分子)＞(溶媒分子-溶媒分子)＞(水-水)
(溶媒分子-溶媒分子)＞(水-溶媒分子)＞(水-水)
(溶媒分子-溶媒分子)＞(水-水)＞(水-溶媒分子)
・・・どれが溶けるか考えて見ましょう。・・・

　NaOHは、Na⁺―H₂O ＞ H⁺―H₂O なので、水分子に取り囲まれてしまいます。はじき出されたOH⁻ は、やはりH₂Oに取り囲まれますが、これは水分子自体の本来の状態--水素結合--で結びついている状態と明確な差があるわけではありませんね。
　(水素結合)自体が、プロトン交換を伴う。2H₂O ⇔ H₃O⁺ + OH⁻ なのですから・・

便宜上
　NaOH ⇒ Na⁺ + OH⁻
と表しますが、現実は
　NaOH + nH₂O ⇒ [Na(H₂O)m]⁺ + [OH(H₂O)o]⁻　n=m+o
のように考えると理解しやすいでしょう。もちろん固定しているわけではなく常に交換が起きている。

「強酸・強塩基・強酸と強塩基の塩が100%電離しているから、水中では水分子と結合していなければならない」
ではなく、
「強酸・強塩基・強酸と強塩基を構成している物質が水分子と結合するために、100%電離する」と言うことですよ。

お礼

ネ、ネットでサブスクリプトやスーパースクリプトが使えるなんて知らなかった！

しかも教科書のように詳しくて分かりやすいです。
ありがとうございます！

＞水素原子の背後は水素原子核がほとんど裸の状態でむき出し
＞酸素の結合に関与していないsp軌道には陽電荷をもつ原子核が存在しない

こう考えると、水ってとてもイオンと結びつきやすいのですね。
イオンを引き離してくっついてしまうほど強いってすごい。

溶けるのは
1.(水-水)＞(水-溶媒分子)＞(溶媒分子-溶媒分子)
3.(水-溶媒分子)＞(水-水)＞(溶媒分子-溶媒分子)
4.(水-溶媒分子)＞(溶媒分子-溶媒分子)＞(水-水)
この３つが溶けそうですが、下２つが強塩酸/強塩基の候補ですね。

HClの場合はH2O - H(+)の結び付きがH(+) - Cl(-)よりも強いせいでCl(-)が、戻らないのかぁ。

本当にありがとうございました！

回答No.2

Tacosan

Na^+ は水和して [Na(OH2)n]^+ のような感じになるはず. ただし n の値はときどきによって違う.

OH^- はどうなるんだろう....

お礼

ありがとうございます。
両方水和するんですね！
HClのケースのように、マイナスイオン側が残ることばっかりを考えてしまっていました。
なるほど、なるほど。。。

回答No.1

ORUKA1951

そもそも水分子もお互いにクーロン力で結びついていますよ。
水に溶けるということは、水分子どおしが引き合う力よりは強い力で結びつくことができるからです。でないと仲の良い集団からはじき出される(沈殿/気化)してしまう。
＞OH(-)が全てNa(+)と分離していなくてはならないことを考えると、
　そんな決まりはありません。
　それは結果であって、理由ではありません。

　水の分子構造を考えて見ましょう。
水( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4 )

お礼

ありがとうございます。
確か、H3Oは
　　H-O-H
　　|
H-O-H
　　|
　　H
ちょっと上手く表現出来ませんが、このような形で結びついていて、水同士が結びついたままでプロトンと結びつけるようになっていませんでしたか？
違っていたら申し訳ありません。。。

NaOHは強塩基ですので、水中ではOHはほぼ全てNaと分離した状態になると思いますが、
NaOH + H2O --> ?
どのような式になるのでしょうか。

ふと疑問に思っただけですので回答を急いではいません。
お暇な時に教えて頂けると助かります。