酸と塩基
酸と塩基は、プロトン移動や電子対の授受などによって定義される重要な化学概念である。
ブレンステッド・ローリーの定義
酸はプロトンH⁺を与える物質、塩基はプロトンを受け取る物質として定義される。
ルイスの定義
ルイス酸は電子対を受け取る化学種、ルイス塩基は電子対を与える化学種である。この定義はプロトンを伴わない反応にも適用できる。
中和
酸と塩基が反応して、その性質を互いに打ち消す反応を中和という。水溶液では水と塩が生成する典型例が多い。
共役酸塩基対
酸HAがH⁺を渡すと共役塩基A⁻になり、塩基BがH⁺を受け取ると共役酸BH⁺になる。HA+H₂O⇌H₃O⁺+A⁻では、水は塩基として働く。一方、NH₃+H₂O⇌NH₄⁺+OH⁻では水が酸になる。このように相手によって両方の役割を取る物質もある。
例：弱酸の電離を計算する
一価の弱酸の初濃度をc、平衡時の水素イオン濃度をxとすると、水の自己解離を無視した希薄溶液ではKₐ≈x²/(c−x)となる。x≪cならx≈√(Kₐc)。Kₐ=1.0×10⁻⁵、c=0.10 mol/Lならx≈1.0×10⁻³ mol/Lで、電離率は約1%なので近似の妥当性も確認できる。
強さと量は別
強酸・弱酸は電離平衡の違いであり、濃い・薄いは物質量と体積の関係である。希薄な強酸と濃い弱酸のpHは濃度次第で逆転し得る。また酸と塩基を中和したから必ずpH7になるとは限らず、生じた塩の加水分解や温度も影響する。酸化還元の電子移動と酸塩基のプロトン移動は区別する。
確認問題
NH₄⁺の共役塩基は何か。
解答と考え方を見る
H⁺を一つ放出したNH₃。共役対はH⁺一個だけ異なり、電荷も1だけ変わる。
参考資料・次に読む資料
- OpenStax: Chemistry 2e原子・結合・反応量・平衡・速度論・分析などの体系的学習資料。
資料確認日：2026-10-12。