技能一覧 › 高校化学 酸と塩基(知識)

酸・塩基の価数・強弱と電離度

代表的な酸・塩基の価数と強弱を判定し、強弱は価数ではなく電離度で決まること、弱酸は薄いほど電離度が大きいことを判定できる

前提

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説明

酸や塩基には、1 つの粒子から何個の や を出せるか(価数)と、水に溶かしたときにどれだけ電離するか(強弱)という 2 つの見方があります。この技能では、代表的な酸・塩基の価数と強弱を判定し、強弱を決めるのは価数ではなく電離度であること、弱酸は薄いほど電離度が大きくなることを判定できるようになります。中和の量的な計算や pH を考えるときの土台になります。

なぜそうしてよいのか

価数は化学式から決まる「1 つの粒子が出せる (または受け取れる 、出せる )の最大の数」です。たとえば は を最大 2 個出せるので 2 価の酸、 は を 2 個出せるので 2 価の塩基です。 は のように を 1 個受け取るので 1 価の塩基です。酢酸 は H 原子を 4 個もちますが、 として出せるのは の H の 1 個だけなので 1 価の酸です。

一方、強弱は「溶かした酸(塩基)のうち、どれだけの割合が実際に電離しているか」で決まります。この割合を電離度 といい、 で表します。水溶液中でほぼ完全に電離する( が 1 に近い)ものが強酸・強塩基、一部しか電離しない( が 1 よりずっと小さい)ものが弱酸・弱塩基です。価数は「最大で何個出せるか」、電離度は「実際にどれだけ電離しているか」なので、両者は別のものです。2 価や 3 価でも弱酸のもの(シュウ酸・リン酸など)があり、1 価でも強酸のもの(塩酸・硝酸)があります。

弱酸では、電離していない分子とイオンが行き来していて、一部だけが電離した状態になっています。水で薄めると、イオンどうしが出会って分子に戻る機会が減るので、電離する向きに進み、電離度は大きくなります。つまり同じ温度なら、弱酸の水溶液は濃度が小さいほど電離度が大きくなります。(ただし電離度が大きくなっても、全体の濃度が小さくなるので、水素イオンの濃度そのものは薄めると小さくなります。)

手順

  1. 化学式から価数を決める。酸は として出せる H の数、塩基は出せる の数( のように をもたない塩基は受け取れる の数)。例: 1 価、 2 価、 3 価、 1 価、 2 価、 1 価、 2 価、 1 価。

  2. 強酸・強塩基の代表を覚えておき、それ以外は弱酸・弱塩基と判定する。強酸:・・。強塩基:・・・。弱酸の例:・・・・ の水溶液(炭酸)。弱塩基の例:・・。

  3. 強弱の根拠は電離度 で考える。強酸・強塩基は がほぼ 1、弱酸・弱塩基は が 1 よりずっと小さい。価数の大小で強弱を判断しない。

  4. 弱酸・弱塩基の電離度を比べるときは、同じ温度なら濃度が小さいほど が大きい、と判定する。

  5. 選択肢の文を 1 つずつ、価数(手順 1)・強弱(手順 2・3)・電離度と濃度の関係(手順 4)に照らして正誤を決める。

例題

酸・塩基の価数と強弱について述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
ア 硫酸は 2 価の酸なので、1 価の酸である塩酸より強い酸である。
イ 酢酸は 1 価の弱酸であり、同じ温度では、水溶液の濃度が小さいほど電離度が大きい。
ウ アンモニアは 2 価の塩基である。
エ リン酸は 3 価の酸なので、強酸である。

例題の解答

手順 5 にしたがって、1 つずつ判定する。
ア:硫酸 は 2 価(手順 1)、塩酸 は 1 価だが、どちらも強酸(手順 2)。強弱は価数ではなく電離度で決まる(手順 3)ので、「2 価だから強い」という理由づけは誤り。
イ:酢酸 は の H だけを として出すので 1 価(手順 1)で、弱酸(手順 2)。弱酸は同じ温度なら濃度が小さいほど電離度が大きい(手順 4)。よって正しい。
ウ:アンモニアは のように を 1 個受け取るので 1 価の塩基(手順 1)。誤り。
エ:リン酸 は 3 価だが弱酸(手順 2)。価数が大きいことは強酸である理由にならない(手順 3)。誤り。
以上より、正しいものはイ。

答え:

イ

よくある誤り

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

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