酸と塩基とは何か、それらの特性、指標、例を説明します。また、中和反応とは何ですか。
酸と塩基とは何ですか？
酸はそれです 化学物質 降伏することができます 陽子 （H +）別の化学物質に。塩基とは、別の化学物質からプロトン（H +）を捕獲できる化学物質です。
ただし、酸と塩基が何であるかを説明するための2つの基本的な理論があります。アレニウス理論とブレンステッド-ローリー理論です。
アレニウス理論によると：
酸は、水溶液中でプロトン（H +）を放出する物質です。つまり、中性物質であり、水に溶解すると次のようにイオンに解離します。 反応 代表：
例：塩酸（HCl）
塩基は、水溶液中でOH–イオンを放出する物質です。例：水酸化ナトリウム（NaOH）
この理論によれば、これらの化合物は水溶液でのみ定義され、他の媒体では定義されないため、この理論には限界があります。さらに、塩基であるアンモニア（NH3）などの化合物については説明していませんが、組成にOH–が含まれていないため、アレニウスの塩基の定義を満たしていません。
これらすべてについて、酸と塩基の概念をよりよく説明するために新しい理論が必要でした。その後、ブレンステッドとローリーは、アレニウスの原理を含むが、水溶液中でのみ考えられているため、はるかに包括的な新しい理論を開発しました。
ブレンステッド-ローリー理論によると：
この理論によれば、酸は別の化学物質にプロトン（H +）を放出できる化学物質であり、塩基は別の化学物質からプロトン（H +）を捕捉できる化学物質です。
この理論によれば、酸塩基反応は次のように表すことができる平衡です。
HAが酸のように振る舞う場合、陽子H +をあきらめてA–のままにするためです。一方、Bは陽子H +を捕獲してHB +になるため、塩基のように振る舞います。
一部の物質は、酸と塩基として同時に作用する可能性があり、両性であると言われています。これは、彼らがいる環境や彼らが反応する相手によって異なります。このタイプの物質の例は水です：
最初の方程式では、水は陽子H +を捕獲し、塩基のように振る舞い、H3O +になります。方程式の中で、水はプロトンH +を放出し、酸のように振る舞い、OH–になります。
どうやら両方の理論で、酸と塩基は水素イオン（H +）の比率が異なります。これにより、その酸性度（酸の場合）またはアルカリ度または塩基性度（塩基の場合）が決まります。
The pH は、溶液の酸性またはアルカリ性を測定するために使用される大きさです。つまり、溶液中に存在する水素イオンの濃度を示します。
- 酸。 pHが0から6の物質。
- 中性pH7の物質（水）。
- 塩基/アルカリ。 pHが8から14の物質。
物質のpHが低いほど、その酸性度は高くなります。たとえば、純粋なHClのpHは0に近いです。一方、物質のpHが高いほど、そのアルカリ度は高くなります。たとえば、苛性ソーダのpHは14です。
酸と塩基の特性
酸と塩基の両方が 液体, 個体 また ガス。一方、それらはとして存在することができます 純粋な物質 または希釈して、その特性の多くを保持します。
pHの違いは、それぞれの最も顕著な特徴です。化合物のpH値が極値のいずれかに達すると、この化合物はほとんどの物質にとって非常に危険であることを意味します。 オーガニック、 何 無機.
酸と塩基には異なる物理的特性があります。
酸
- それらは酸っぱい味がします（例えば：様々な柑橘系の果物に存在する酸）。
- それらは非常に腐食性が高く、ガスを吸入すると皮膚に化学火傷を負ったり、呼吸器に損傷を与える可能性があります。
- 彼らはの良い指揮者です 電気 水溶液中。
- 彼らはと反応します 金属 塩と水素を生成します。
- それらは金属酸化物と反応して塩を形成し、 水.
基地
- 苦味が特徴的です。
- 彼らは電気の良い導体です ソリューション 水っぽい。
- それらは皮膚への刺激物です：それらは皮膚脂肪を溶解し、それらの腐食作用のために有機物を破壊することができます。彼の 呼吸 それも危険です。
- 彼らは石鹸のようなタッチを持っています。
- それらは水溶性です。
日常生活における酸と塩基
私たちの日常生活における酸と塩基の存在は豊富です。たとえば、私たちの電子機器のバッテリーの中には通常あります 硫酸。このため、損傷して内容物を装置に注入すると、電極の金属と反応して白っぽい塩を生成します。
私たちが日常的に扱っている弱酸もあります。 酢酸 （酢）、アセチルサリチル酸（アスピリン）、アスコルビン酸（ビタミンC）、炭酸（炭酸ソーダに含まれる）、クエン酸（柑橘系の果物に含まれる）、または塩酸（胃が食物を溶かすために分泌する胃液）。
塩基に関しては、重曹はベーキング、デオドラント、胸焼けに対するさまざまな治療に使用されます。他の一般的に使用される塩基は、炭酸ナトリウム（洗浄剤）、次亜塩素酸ナトリウム（洗浄漂白剤）、水酸化マグネシウム（下剤）および水酸化カルシウム（ビルディングライム）です。
酸および塩基指示薬
酸性化合物と塩基性化合物を区別する方法は、そのpH値を測定することです。今日、物質のpHを測定する方法は数多くあります。
- 酸塩基指示薬の使用。インジケーターはから変化する化合物です 色 それらが見つかった溶液のpHを変更することによって。たとえば、フェノールフタレインは、塩基に加えるとピンク色になり、酸に加えると無色になる液体です。別の例はリトマス紙で、これは溶液に浸され、赤またはオレンジに変わると酸性物質になり、暗くなると塩基性溶液になります。
- ポテンショメータまたはpHメータを使用します。溶液のpH値を直接提供する電子機器があります。
中和反応
中和反応または（酸塩基反応）は 化学反応 これらの2種類の化合物を混合すると、塩と一定量の水が得られます。これらの反応は通常 発熱 （彼らは生成します 熱）とその名前は、酸と塩基の特性が互いに打ち消し合うという事実に由来しています。
中和反応を分類するには、酸と塩基の種類を知ることが重要です。
- 強酸。水溶液中で完全にイオン化される、つまり完全に変換されるのは酸です。 イオン それがその分子を構成しています。例：HCl（aq）、HBr（aq）、H2SO4（aq）。
- 強塩基。水溶液中で完全にイオン化される、つまり分子を構成するイオンに完全に変換されるのは塩基です。例：NaOH（aq）、LiOH（aq）、KOH（aq）。
- 弱酸。水溶液中で部分的にイオン化される、つまり分子を構成するイオンに完全に変換されないのは酸です。したがって、このタイプの酸の溶液中のイオン濃度は、強いものよりも低くなります。例：クエン酸、炭酸（H2CO3）
- 弱塩基。水溶液中で部分的にイオン化される塩基です。つまり、分子を構成するイオンに完全に変換されるわけではありません。したがって、このタイプの塩基の溶液中のイオン濃度は、強いものよりも低くなります。例：アンモニア（NH3）、水酸化アンモニウム（NH4OH）
中和反応は、試薬の特性に応じて、次の4つの方法で発生する可能性があります。
- 強酸と強塩基。最も豊富な試薬は、他の試薬に対して溶液のままになります。得られた溶液のpHは、どちらの試薬が大きいかによって異なります。 割合.
- 弱酸と強塩基。塩基性pHの溶液が得られ、塩基は溶液中に残ります。
- 強酸と弱塩基。酸は中和され、酸の濃度の程度に応じて、酸の割合が溶液中に残ります。得られた溶液のpHは酸性です。
- 弱酸と弱塩基。結果は、試薬の濃度に応じて酸性または塩基性になります。
酸と塩基の例
酸
-
- 塩酸（HCl）
- 硫酸（H2SO4）
- 硝酸（HNO3）
- 過塩素酸（HClO4）
- ギ酸（CH2O2）
- 臭素酸（HBrO3）
- ホウ酸（H3BO3）
- 酢酸（C2H4O2）
基地
- 苛性ソーダ（NaOH）
- 水酸化カルシウム（Ca（OH）2）
- アンモニア（NH3）
- 重曹（NaHCO3）
- 水酸化カリウム（KOH）
- 次亜塩素酸ナトリウム（NaClO）
- フッ化カルシウム（CaF2）
- 水酸化バリウム（Ba [OH] 2）
- 水酸化鉄（III）（Fe [OH] 3）