強酸と弱酸まとめ・見分け方

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東大塾長の山田です。

このページでは強酸と弱酸・強塩基と弱塩基について解説しています。

酸や塩基の強さによって反応式の書き方が違ってきます。ここでは、そのことについて詳しく説明しています。

是非参考にしてください。

1. 酸・塩基

1.1 電離度

水に溶かした酸や塩基の物質量(または濃度)に対する、電離している酸や塩基の物質量(濃度)の割合を電離度といいます。一般に、記号\(α\)で表します。

電離度の大きさは、水溶液の濃度や温度によって変わります。

電離度

\[電離度α=\frac{電離している酸(塩基)の物質量}{水に溶かした酸(塩基)の物質量}\]

\(α\)の取りうる範囲は\(0<α≦1\)である。

 

1.2 酸の強弱

酸は電離の程度によって、強酸と弱酸に分けられます。

電離度が、濃度によらずほぼ1に近い値になる酸のことを強酸といいます。強酸の例として塩化水素\(HCl\)があります。強酸の化学反応式は次のようになります。

\[HCl→H^++Cl^-\]

強酸は電離度がほぼ1であり、ほぼ完全に電離しイオンに変化するため、反応式では右向きの反応しか起こらないという意味で「→」で表します。

一方で、水溶液中でごく一部しか電離しない、つまり電離度が1に比べて極めて小さい酸のことを弱酸といいます。弱酸の例として酢酸\(CH_3COOH\)があります。弱酸の化学反応式は次のようになります。

\[CH_3COOH⇄CH_3COO^-+H^+\]

弱酸は電離度がかなり小さいので、イオンになりにくく、イオンになってもそのイオンが再びくっつきやすくなります。(一回電離した酢酸イオンと水素イオンがくっつき、再び酢酸に戻るということです。)したがって、電離とは逆の反応も進行します。そのため、弱酸の反応式では、「⇄」で表します。

 

1.3 塩基の強弱

塩基も酸と同様に電離度の大きさにより、強塩基と弱塩基に分けられます。

電離度が、濃度によらずほぼ1に近い値になる塩基のことを強塩基といいます。強塩基の例として水酸化ナトリウム\(NaOH\)があります。強塩基の化学反応式は次のようになります。

\[NaOH→Na^++OH^-\]

また、水溶液中でごく一部しか電離しない、つまり電離度が1に比べて極めて小さい塩基のことを弱塩基といいます。弱塩基の例としてアンモニア\(NH_3\)があります。弱塩基の化学反応式は次のようになります。

\[NH_3+H_2O⇄NH_4^++OH^-\]

強塩基、弱塩基の反応式の書き方は酸の場合と同じになります。

 

2. 酸・塩基の分類

2.1 価数

酸が電離して水素イオン\(H^+\)になることのできる化学式中の\(H\)の数を酸の価数といいます。

例えば、塩化水素\(HCl\)は1価の酸で、電離して1つの\(H^+\)が生じます。

\[HCl→H^++Cl^-\]

また、硫酸\(H_2SO_4\)は2価の酸で、電子して2つの\(H^+\)が生じます。

\[H_2SO_4→H^+{HSO_4}^-\]

\[{HSO_4}^-⇄H^+{SO_4}^-\]

 

また、塩基が電離して水酸化物イオン\(OH^-\)になることのできる化学式中の\(OH\)の数、あるいは、1分子が受け取ることができる水素イオン\(H^+\)の数を塩基の価数といいます。

例えば、水酸化カリウム\(KOH\)は1価の塩基で、電離して1つの\(OH^-\)が生じます。

\[KOH→K^++OH^-\]

アンモニア\(NH_3\)の場合、アンモニア1分子は1個の\(H^+\)を受け取ることができます。また、水と反応すると1個の\(OH^-\)が生じます。これより、アンモニアは1価の塩基に分類されます。

\[NH_3+H_2O⇄{NH_4}^++OH^-\]

 

2.2 酸・塩基の例

酸、塩基を価数、酸・塩基の強さで分類すると、以下の表のようになります。

  強酸 弱酸
1価 \(HCl\)、\(HBr\)、\(HI\)、\(HNO_3\) \(CH_3COOH\)、\(HF\)
2価 \(H_2SO_4\)

\(H_2CO_3\)、\((COOH)_2\)、\(H_2S\)

3価  

\(H_3PO_4\)

炭酸\(H_2CO_3\)は、二酸化炭素\(CO_2\)を水に溶かしたときの物質です。(\(CO_2+H_2O→H_2CO_3\))

  強塩基 弱塩基
1価 \(NaOH\)、\(KOH\) \(NH_3\)
2価 \(Ca(OH)_2\)、\(Ba(OH)_2\) \(Mg(OH)_2\)、\(Cu(OH)_2\)
3価  

\(Al(OH)_3\)、\(Fe(OH)_3\)

強酸か弱酸か、あるいは、強塩基か弱塩基かは覚えなければなりません。表で示したものは高校化学では頻出のものであるので、しっかり覚えてください!

 

3. まとめ

最後に酸・塩基についてまとめておこうと思います。

  • 水に溶かした酸や塩基の物質量(または濃度)に対する、電離している酸や塩基の物質量(濃度)の割合を電離度という。一般に、記号\(α\)で表す。
  • 電離度が、濃度によらずほぼ1に近い値になる酸のことを強酸という。水溶液中でごく一部しか電離しない、つまり電離度が1に比べて極めて小さい酸のことを弱酸という。
  • 電離度が、濃度によらずほぼ1に近い値になる酸のことを強酸という。水溶液中でごく一部しか電離しない、つまり電離度が1に比べて極めて小さい酸のことを弱酸という。
  • 電離度が、濃度によらずほぼ1に近い値になる塩基のことを強塩基という。水溶液中でごく一部しか電離しない、つまり電離度が1に比べて極めて小さい塩基のことを弱塩基という。

 

酸も塩基も電離度によって、電離の仕方が変わり反応式の書き方が違ってきます。ちょっとしたことですが、矢印が違うだけでまったく反応が違います。矢印の意味を理解していれば、すごく簡単です。

この記事を読んでしっかりマスターしてください!

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