酸と塩基

酸と塩基

酸(acid)と塩基(base)は、物質の分類の一つである。酸と塩基の定義は時代と共に変化してきた。現代ではブレンステッド-ローリーの定義、あるはルイスの定義にあてはまる物質を酸・塩基と呼んでいる。

Table of contents

1 酸・塩基の定義

1.1 アレニウスの定義(Arrhenius definition)

1.1.1 例

1.2 ブレンステッド-ローリーの定義(Brönsted-Lowry definition)

1.2.2 例

1.3 ルイスの定義(Lewis definition)

1.3.3 例

2 ブレンステッド酸・塩基の強弱(酸性度・塩基性度)
3 酸性と塩基性
 4 酸・塩基の価数
 5 酸と塩基の反応
 6 アレニウス酸・塩基の一般的性質
 7 身近な酸・塩基

7.4 酸
 7.5 塩基

8 代表的な酸・塩基
 9 関連項目
 10 参考文献

酸・塩基の定義

アレニウスの定義(Arrhenius definition)

1884年にアレニウスが提出した定義である。これによると、水H₂Oに溶けてプロトン(正確にはヒドロン)(水素イオン)H⁺を生じる物質が酸であり、水酸化物イオンOH^-を生じる物質が塩基である。この定義にあてはまる酸をアレニウス酸、塩基をアレニウス塩基と呼ぶ。

一般に、酸をHA、塩基をROHとすると、水溶液中で、

HA H⁺ + A^-

のようにH⁺を生じる物質が酸であり、

ROH R⁺ + OH^-

のようにOH^-を生じる物質が塩基である。

例

塩化水素HClはH₂Oに溶けると、H⁺を生じるので酸である。

HCl H⁺ + Cl^-

水酸化ナトリウムNaOHはH₂Oに溶けると、OH^-を生じるので塩基である。

NaOH Na⁺ + OH^-

ブレンステッド-ローリーの定義(Brönsted-Lowry definition)

1923年にブレンステッドとローリーが提出した定義である。これによると、酸はH⁺を与える物質であり、塩基はH⁺を受け取る物質である。この定義にあてはまる酸をブレンステッド酸、塩基をブレンステッド塩基と呼ぶ。すなわち、ブレンステッド酸とはプロトン供与体、ブレンステッド塩基とはプロトン受容体である。水素を持つあらゆる物質に適用可能な定義である。

一般に、酸をHA、塩基をBとすると、次の化学反応式で表される。

HA ＋ B A^- ＋ HB⁺

ここで、A^-は酸HAの共役塩基、HB⁺は塩基Bの共役酸と呼ばれる。

例

塩化水素HClが水H₂Oに溶けると、HClは酸としてはたらいてH₂OにH⁺を与え、H₂Oは塩基として働いてH⁺を受け取る。

HCl＋H₂O H₃O⁺ + Cl^-

その結果、酸の共役塩基としてオキソニウムイオンH₃O⁺、塩基の共役酸として塩化物イオンCl^-が生じる。

ルイスの定義(Lewis definition)

1923年にルイスが提出した定義である。これによると、酸は電子対を受け取るあらゆる物質であり、塩基は電子対を供与するあらゆる物質である。この定義にあてはまる酸をルイス酸、塩基をルイス塩基と呼ぶ。すなわち、ルイス酸とは電子対受容体、ルイス塩基とは電子対供与体である。最も一般的であり、水素を持たない物質についても適用可能な定義である。