酸と塩基を組み合わせるとどうなりますか?

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著者: Monica Porter
作成日: 13 行進 2021
更新日: 1 J 2024
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【化学基礎】 物質の変化18 酸と塩基の性質 (9分)
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化学者は、酸と塩基を構成するものについて3つの別々の理論を持っていますが、それらが互いに中和するという事実については意見の相違はありません。水溶液中で結合すると、塩が生成されます。ただし、酸と塩基は他の方法で組み合わせることができますが、組み合わせた場合、製品は常に塩ではありません。たとえば、亜鉛をアンモニアに追加すると、反応により複雑なイオンが生成されます。酸と塩基のルイス理論が導入されるまで、これは酸/塩基反応とはみなされていませんでした。

TL; DR(長すぎる;読まなかった)

水溶液では、酸と塩基が結合して互いに中和し、塩を生成します。水中では起こらない酸塩基反応も通常塩を生成しますが、複雑なイオンも生成する場合があります。

酸はH +を寄付します;基地はOH-を寄付します

スヴァンテ・アレニウスによって進められた理論によると。ノーベル賞を受賞した物理学者および化学者、溶液中の酸はH+ 水中のイオン。イオンは自由に浮かんではいけませんが、代わりに水分子に付着してヒドロニウムイオン(H3O+)。 「水素の力」を指す溶液のpHは、存在するこれらのイオンの数の尺度です。 pHは濃度の負の対数であるため、pHが低いほど、これらのイオンの濃度は高くなり、溶液は酸性になります。一方、塩基は水酸化物(OH-)イオン。溶液に水酸化物イオンが多い場合、そのpHは7(中性点)を超え、溶液はアルカリ性になります。このように動作する酸と塩基は、アレニウスの酸と塩基として知られています。塩化水素(HCl)はアレニウス酸の例であり、水酸化ナトリウム(NaOH)はアレニウス塩基です。

アレニウスの酸と塩基が結合して塩を形成する

同じ溶液でアレニウスの酸と塩基を組み合わせると、正に帯電したヒドロニウムイオンが水酸化物イオンと結合して水を生成し、残りのイオンが結合して塩を生成します。すべての利用可能なイオンがこのように結合すると、溶液はpH中性になります。つまり、酸と塩基は互いに中和します。最もよく知られている例は、溶液に塩化水素と水酸化ナトリウムを溶解して遊離ナトリウム(Na+)および塩化物(Cl-)イオン。それらは結合してNaClまたは一般的な食卓塩を形成します。このプロセスは加水分解と呼ばれます。

Brønsted-Lowryは酸/塩基反応を一般化します

一対の化学者であるヨハネス・ニコラウス・ブレンステッドとトーマス・マーティン・ローリーは、1923年に酸と塩基のより一般化された概念を独自に導入しました。彼らの理論では、酸はプロトン(H+)一方、塩基はそれを受け入れる化合物です。この概念はアレニウスの定義を拡張し、水溶液では起こらない酸塩基反応を説明します。たとえば、ブレンステッド・ローリーの定義によれば、塩と塩化アンモニウムを生成するためのアンモニアと塩化水素の反応は、ヒドロニウムまたは水酸化物イオンの交換を伴わない酸塩基反応です。アレニウスの定義では、酸塩基反応とはみなされません。ブレンステッド・ローリー酸塩基反応は常に水を生成するわけではありませんが、塩を生成します。

ルイスはさらに一般化

また1923年、G.N。カリフォルニア大学バークレー校のルイスは、ブレンステッド・ローリーの概念では説明できない反応を説明するために、酸と塩基の定義を修正しました。ルイス理論では、塩基は電子対供​​与体であり、酸は電子対受容体です。この概念は、酸と塩基の反応として、固体と液体の間だけでなく、気体の間でも起こる反応を説明するのに役立ちます。この理論では、反応の生成物は塩ではないかもしれません。たとえば、亜鉛イオンとアンモニアの反応により、複雑なイオンであるテトラアンミン亜鉛が生成されます。

Zn2++ 4NH34+.