化学

「酸」と「アルカリ」が出す「イオン」について元研究員がわかりやすく解説

酸とアルカリを水に溶かした時の性質の違いってわかるか?

昔の科学者アレーニウスは水に溶けて〇を出す物質が酸で、△を出す物質が塩基だと定義している。この〇と△がずばりイオンなんです。

今回は酸とアルカリについて「イオン」に注目して、化学実験を生業にしてきたライターwingと一緒に解説していきます。

ライター/wing

元製薬会社研究員。小さい頃から化学が好きで、実験を仕事にしたいと大学で化学を専攻した。卒業後は化学分析・研究開発を生業にしてきた。化学のおもしろさを沢山の人に伝えたい!

1.酸とアルカリ

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皆さんは酸と言われて何を思い浮かべますか?身近にある食酢やクエン酸は酸ですね。塩酸、硝酸、硫酸は実験室でよく使う酸なので、ご存じの方もいらっしゃるかもしれません。

酸性の水溶液は酸っぱい味がします。さらに金属を溶かす性質があるのです。小学校では青色リトマス紙を赤くする実験をしたかもしれません。これらは酸性の水溶液の特徴です。

ではアルカリ性と言われたら、どんなものがあるでしょう?アンモニア水や石けん水は身近なアルカリ性の物質ですね。

アルカリ性の水溶液は少し苦い味がします。そして赤色リトマス紙を青くする実験をしたかもしれません。また、中性からアルカリ性になるときには、フェノールフタレイン溶液を赤紫色に変色させます。これらはアルカリ性の水溶液の特徴です。

1-1.酸と塩基の定義

1-1.酸と塩基の定義

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では、酸・アルカリとはどのような物質のことでしょうか?

1884年にアレーニウスという科学者が水に溶けて水素イオン(H+)を出す物質を酸水酸化物イオン(OH)を出す物質を塩基と定義しました。この定義は水溶液中に限られており、他の溶媒中や気体について説明ができません。

そこで、ブレンステッドとローリーという科学者が水素イオンを放出する物質を酸水素イオンを受け取る物質を塩基と定義しました。この二つの定義はとても近い意味ですが、ブレンステッド・ローリーの定義で他の溶媒中や気体の酸塩基反応を説明できるようになったのです。

酸・アルカリとイオンについて説明する時は、主にアレーニウスの定義で説明しますが、ブレンステッド・ローリーの定義もあわせて覚えておきましょう。

1-2.アルカリ性と塩基性

ここでアルカリ性と塩基性という2つの言葉の違いを説明します。

塩基性とは2つの物質を比較して、より酸性が弱いほうを塩基性と呼ぶものです。つまり同じ物質であっても比較対象が違えば酸にも塩基にもなりえます。

これに対してアルカリ性というのは基準が水であり、水より酸性が弱いことをアルカリ性と呼ぶのです。水はpH7なのでこれよりpHが高いものはアルカリ性ということですね。

アルカリ性は水溶液の性質を示す言葉ですが、塩基は水溶液以外でも使います。アルカリ性よりも塩基性の方が少し概念が広いのです。

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