物質が酸性であるかどうかをどのように確認できますか?

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著者: Judy Howell
作成日: 28 J 2021
更新日: 15 11月 2024
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物質の酸性度には厳密な科学的定義があります。人々は、酸や非酸性物質、または塩基を考えると、金属が溶けて、物に穴が空くのをイメージする傾向があります。真実は、物質がどれほど破壊的であるかは、化学者が何かの酸性度(またはその欠如)を決定する際に考慮する要因ではないということです。

酸の定義と検出

化学者が酸と塩基を定義するときに使用する3つの異なる定義があります。

アレニウスの定義:酸は、水に溶けたときにH +イオン(つまり、正の水素イオンまたはプロトン)の濃度を増加させる物質です。塩基は、水に溶解するとOH-イオン(水酸化物イオンとも呼ばれる)の濃度を増加させる物質です。

ブロンステッドローリーの定義:酸は、プロトン(H)を別の物質に移動できる物質です。塩基は、プロトン(H)を受け入れることができる物質です。

ルイスの定義:酸は電子対受容体として定義され、塩基は電子対供​​与体として定義されます。

実際には、ほとんどの化学者(有機化学者でない限り)は、最初の2つの定義の観点から酸と塩基を考えます。

これらの定義は非常に技術的に思えるかもしれませんが、キッチンの酸を理解する確実な方法の1つは、たとえば重曹と簡単な反応を行うことです。液体があり、酸性かどうかを知りたい場合、簡単な方法は、少量の重曹を混ぜることです。重曹は酸と反応して泡を生成します。

あなたは自家製のキッチン火山の構築に精通しているかもしれません。酢(酸)と重曹を混ぜます。重曹が酸と反応すると泡立ちます。これは本質的に、溶液が酸性かどうかをテストするためにできることです。酸が存在しない場合、重曹を追加しても溶液は泡立ちません。

酸の相対強度

一部の酸は他の酸よりも強いです。私たちは、ソーダを飲んでそれを舌に残すとき、この概念に非常に精通しています。 burning熱感は、ソーダの酸によるものです。口の中に純粋な水を入れると、この感覚は得られません。違いは酸の強さです。もちろん、口に何かを入れる前に注意が必要です。

科学的に言えば、強酸は、プロトン(H +原子)を完全に水に移動させて、溶液中に解離していない分子を残さないものです。弱酸は、水溶液中で部分的にのみ解離し、酸分子と成分イオンの混合物として溶液中に存在するものです。酸性度が無視できる物質とは、水素を含んでいるものの、水中で酸性の振る舞いを示さないものです(つまり、水素は分子から解離または分離しません)。

pHスケール

pHスケールの使用は、何かが酸性であるかを定量的に決定する1つの実用的な方法です。溶液のpHが7未満の場合、酸性です。 pHが7の場合、溶液は中性であり、pHが7より大きい場合、溶液は塩基性です。このスケールは、溶液中に浮遊する実際のH +イオン(酸性度)の量を示します。これは、酸の定義に直接関係しています。

溶液のpHの検出

溶液のpHを測定する方法はいくつかあります。最も一般的に知られている方法は、リトマス紙の使用です。リトマス紙は、酸と反応して紙の色を変える化学物質でコーティングされています。次に、用紙を標準のカラーチャートと比較して、pH値を見つけることができます。溶液インジケータを使用して、溶液中の酸の濃度を調べることも一般的です。これはリトマス紙と同様に機能しますが、代わりに溶液に追加され、溶液全体の色がpH値を示す色に変わります。化学実験室では、科学者が滴定実験を実施してpH値を決定します。この方法を使用するには、特定の量の技術スキルが必要です。最も一般的でより正確な方法は、pHメーターの使用です。電子メーターには、液体に浸されたプローブが含まれており、pH値に直接関係する電流が測定されます。この値は、メーターのディスプレイでユーザーに指示されます。これらのpHメーターは、長年にわたって信頼性と使いやすさが向上しており、標準的な方法です。この機器のほとんどは家庭用キッチンにはありません。必要に応じて、調理店にpH試験紙(リトマス紙)を注文できます。

さまざまな物質のpH値の例

これらの値は近似値ですが、物質がpHスケールのどこにあるかの感覚を与えることができます。家庭用漂白剤:12.5マグネシアのミルク:10重曹:8純水:7ブラックコーヒー:5ワイン:3.5コーラ、酢:2.9胃液:1.2

7より大きい数値は基本であり、7より小さい数値は酸性です。