化学理科

5分でわかる「ブレンステッドの定義」酸・塩基の基本を理系大学院出身が分かりやすく解説

よぉ、桜木建二だ。今回は「ブレンステッドの定義」について説明していく。酸・塩基の定義の一つで、高校化学の授業でもかならず出てくる内容だ。酸・塩基の定義といえば、アレニウスの定義を学ぶ人も多いと思う。その違いについても触れるので、ぜひ覚えていってほしい。化学に詳しいライターsalviaと一緒に解説していくぞ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

ライター/Salvia

理系大学院を修了後、食品の研究業務に携わり化学や物理を得意としている。受験だけでなく大学、社会で役立つ情報を伝える。

1 ブレンステッドの定義とは?

image by iStockphoto

ブレンステッドの定義(もしくはブレンステッド・ローリーの定義)は、酸・塩基の定義の一つ。この酸塩基説は非常にシンプルで、プロトン(H+)を与える物質を酸、プロトンを受け取ることができる物質を塩基としています。

物質の酸性や塩基性の性質を説明・分類するにあたって、いくつかの理論が存在するようです。まず最も知られているアレニウスの定義について解説します。その次に今回の本題であるブレンステッドの定義について説明しますのでぜひ覚えていきましょう。酸塩基の考えを理解することは化学反応を理解するうえで重要ですよ。

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酸・塩基を説明する理論には「アレニウスの定義」、「ブレンステッド・ローリーの定義」、「ルイスの定義」等がある。気になる人はぜひ自身でも調べてみてほしい。

1-1 酸性・塩基性という性質について

塩酸(HCl)や硫酸(H2SO4)などの水溶液は酸味を持ち、鉄など金属と反応して水素を発生させるといった性質を持ちますが、この性質を酸性といいます。また、水酸化ナトリウム(NaOH)などの水溶液は手につくとぬるぬるして、酸と反応して酸の性質を消すといった性質を持ち、この性質を塩基性といいますね。これらはリトマス紙やpHメーターなどを使って酸性か塩基性か測定することも可能です。

このような酸・塩基性の物質を分類するために提唱された理論がいくつかあるので、見ていきましょう。

1-2 アレニウスの定義と欠点

1-2 アレニウスの定義と欠点

image by Study-Z編集部

アレニウスの定義は酸・塩基の定義の一つで、酸とは水中ので水素イオン(H+)を与えるように電離する(部分的もしくは完全に解離する)物質、また、塩基は水中で電離して、水酸化物イオン(OH)を与える物質としており図のような式のイメージになります。この定義は水溶液中を定義しているため、水以外を溶媒とする溶液の場合については区別ができないことや、水に溶けない物質については説明できないことが欠点です。皆さんが良くご存じのアンモニアは塩基性ですが水酸化物イオンを持っていませんので、この定義では説明できないことが分かります。

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アレニウスの定義は最も知られている酸・塩基の分類で化学の基礎となる考えの一つだ。ぜひとも覚えてほしい。

1-3 ブレンステッドの定義について

アレニウスの定義で説明できないアンモニアについてもうすこし触れますね。気体の塩化水素(HCl)とアンモニア(NH3)を反応させると塩化アンモニウム(NH4Cl)になります。この反応も酸塩基反応になりますが水溶液での反応ではないため酸塩基の区別ができません。

この反応では、HClは水素イオン(H+)を放出して塩化物イオン(Cl)に、NH3はH+を受けとってアンモニウムイオン(NH4+)になっていることがわかります。つまり、HClはH+を与える酸として、NH3はH+を受け取る塩基として働いていることが予測できるのです。

この具体例からわかるように「酸とはプロトンを相手に与えることのできる物質、塩基とはプロトンを相手から受け取ることができる物質である」と定義できますね。これを提唱者の名前をとってブレンステッド・ローリーの定義といいます。

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