化学のすべての分野で見られる酸と塩基の例は何百もありますが、全体としては、無機と有機の2つの大きなファミリーに分けられます。無機酸は通常無機酸として知られ、有機酸と比較して特に強いという特徴があります。
酸と塩基は、それぞれ酸味またはけん菜の風味を持つ物質として理解されています。どちらも腐食性がありますが、強塩基には「苛性」という言葉がよく使用されます。簡単に言うと、皮膚に触れると、皮膚が燃えて腐食します。溶媒媒体におけるその特性は、歴史を通じて一連の定義を導きました。
水に溶解したときの酸と塩基の挙動。出典:ガブリエルボリバル
下の画像は、酸と塩基をコップ1杯の水に追加または溶解したときの一般的な挙動を示しています。酸は、ヒドロニウムイオン、H 3 O +により、pH値が7未満の溶液を生成します。塩基はOH、ヒドロキシ(またはヒドロキシル)イオンに起因7を超えるpHを有する溶液を生成しつつ- 。
我々はガラスに、塩酸、塩酸(赤滴)を追加した場合、Hが存在するであろう3 O +およびCl -イオンを水和。我々は水酸化ナトリウムで実験を繰り返す一方、NaOH水溶液(紫色滴)、我々はOH有するであろう-およびNa +のイオン。
定義
ますます研究および理解されている酸と塩基の特性は、これらの化合物の複数の定義を確立しました。これらの定義の中には、アレニウス、ブレンステッド・ローリー、そして最後にルイスの定義があります。例を引用する前に、これについて明確にする必要があります。
アレニウス
酸および塩基は、アレニウスによれば、水に溶解したとき、産生することであるH 3 O +またはOH -イオン、それぞれ。つまり、画像はすでにこの定義を表しています。しかし、それだけでは、そのようなイオンを生成するには弱すぎる一部の酸または塩基を無視します。これがブレンステッド・ローリーの定義の出番です。
ブレンステッドローリー
Bronsted-Lowry酸はH +イオンを提供できるもので、塩基はこれらのH +を受け入れるものです。酸がそのH +を非常に簡単に提供する場合、それはそれが強酸であることを意味します。同じことが塩基でも起こりますが、H +を受け入れます。
したがって、私たちには強酸または弱酸と塩基があり、それらの力はさまざまな溶媒で測定されます。特に水中で、そこから既知のpH単位が確立されます(0〜14)。
したがって、強酸HAは次のような反応でH +を完全に水に提供します。
HA + H 2 O => A - + H 3 O +
ここで、Aは、- HAの共役塩基です。したがって、酸性溶液を含むガラスに存在するH 3 O +は、ここから発生します。
一方、弱い塩基Bは水を脱プロトン化して、それぞれのH +を獲得します。
B + H 2 O <=> HB + OH -
ここで、HBはBの共役酸です。これは、アンモニアNH 3の場合です。
NH 3 + H 2 O <=> NH 4 + + OH -
非常に強い塩基は、直接OHイオンを供与することができる-水と反応することなく、ちょうどNaOHのように。
ルイス
最後に、ルイス酸は電子を獲得または受容するものであり、ルイス塩基は電子を供与または喪失するものです。
たとえば、ブレンステッド・ローリー塩基NH 3はルイス塩基でもあります。これは、窒素原子が自由電子のペア(H 3 N:H +)を供与してH +を受け入れるためです。これが、3つの定義が互いに一致しないのではなく、より複雑な化合物の酸性度と塩基性を絡み合わせて研究するのに役立つ理由です。
酸の例
定義を明確にした上で、一連の酸とそれぞれの式および名前を以下に示します。
-HF:フッ酸
-HBr:臭化水素酸
-HI:ヨウ化水素酸
-H 2 S:硫化水素
-H 2 Se:セレン酸
-H 2 Te:テルル酸
これらは、前述の塩酸HClが属する二酸であり、水素酸とも呼ばれます。
-HNO 3:硝酸
-HNO 2:亜硝酸
-HNO:次亜硝酸
-H 2 CO 3:炭酸
-H 2 CO 2:ギ酸、HCOOHの名前で実際によく知られている炭素質酸、最も単純な有機酸
-H 3 PO 4:リン酸
-H 3 PO 3またはH 2:亜リン酸、HP結合あり
-H 3 PO 2またはH:次亜リン酸、2つのHP結合
-H 2 SO 4:硫酸
-H 2 SO 3:亜硫酸
-H 2 S 2 O 7:二硫酸
-HIO 4:過ヨウ素酸
-HIO 3:ヨウ素酸
-HIO 2:ヨウ素酸
-HIO:ヒポヨウ素酸
-H 2 CrO 4:クロム酸
-HMnO 4:マンガン酸
-CH 3 COOH:酢酸(酢)
-CH 3 SO 3 H:メタンスルホン酸
これらの酸はすべて、ギ酸と最後の2つを除いて、オキシ酸または三元酸として知られています。
その他:
-AlCl 3:塩化アルミニウム
-FeCl 3:塩化第二鉄
-BF 3:三フッ化ホウ素
-水に溶解した金属カチオン
-カルボカチオン
-H(CHB 11 Cl 11):超酸カルボラン
-FSO 3 H:フルオロスルホン酸
-HSbF 6:フルオロアンチモン酸
-FSO 3 H SbF 5:魔法の酸
最後の4つの例は、恐ろしい超酸を構成しています。触れるだけでほとんどすべての物質を分解できる化合物。AlCl 3はルイス酸の一例です。これは、アルミニウムの金属中心が電子的不足のために電子を受け入れることができるためです(価数オクテットを完了しません)。
拠点の例
無機塩基の中には、水酸化ナトリウムなどの金属水酸化物と、すでに述べたアンモニアなどのいくつかの分子水素化物があります。塩基の他の例を以下に示します。
-KOH:水酸化カリウム
-LiOH:水酸化リチウム
-RbOH:水酸化ルビジウム
-CsOH:水酸化セシウム
-FrOH:水酸化フランシウム
-Be(OH)2:水酸化ベリリウム
-Mg(OH)2:水酸化マグネシウム
-Ca(OH)2:水酸化カルシウム
-Sr(OH)2:水酸化ストロンチウム
-Ba(OH)2:水酸化バリウム
-Ra(OH)2:ラジオ水酸化物
-Fe(OH)2:水酸化第一鉄
-Fe(OH)3:水酸化第二鉄
-Al(OH)3:水酸化アルミニウム
-Pb(OH)4:水酸化鉛
-Zn(OH)2:水酸化亜鉛
-Cd(OH)2:水酸化カドミウム
-Cu(OH)2:水酸化第二銅
-Ti(OH)4:水酸化チタン
-PH 3:ホスフィン
-AsH 3:アルシン
-NaNH 2:ナトリウムアミド
-C 5 H 5 N:ピリジン
-(CH 3)N:トリメチルアミン
-C 6 H 5 NH 2:フェニルアミンまたはアニリン
-NaH:水素化ナトリウム
-KH:水素化カリウム
-カルバニオン
-Li 3 N:窒化リチウム
-アルコキシド
- 2 NLI:リチウムジイソプロピルアミド
-ジエチニルベンゼンアニオン:C 6 H 4 C 4 2-(これまでに知られている最も強い塩基)
参考文献
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