酸・塩基の定義

さて割りと一般の人にも馴染みのある酸、塩基について説明するよ。
多分知ってると思うけど塩基っていうのは所謂「アルカリ」ね。
温泉の泉質なんでよく使われる言葉だけどまぁ毎度のごとくそれぞれに意味があるんですってことで解説していくよ。

一般的なイメージでいえば

・酸⇒硫酸とかなんか何でも溶かす感じ、酸っぱい
・アルカリ⇒アンモニア水とか石けん(最近見ないかな・・・)

くらいの認識なのかな?アルカリの例えが難しいね・・・。
小中学生とかだと酸性を中性に変えることができるのがアルカリ性だーなんてことも習ったんじゃないかな。

単純な話でいえば「性」の字が示すとおり「性質」が「酸」なのか「塩基(アルカリ)」なのか?
っていうだけの話

この性質を定義する方法を今回は解説していくよ。

1.Arrhenius(アレニウス)の定義

物理的なアプローチになると化学反応の速度を予測する式であまり見たくないんだけど今考えるべきは「酸」or「塩基」だから割と単純。

まずとは「水中で解離してH3O+を与えるもの」と考える。
要するに下のような感じ。

ここではH3O+を反応後に作ったのはHClだからこれがになるよ。

そして塩基「水中で解離してOHを与えるもの」と考える。
こちらはこんなイメージ。

まぁ問題としてあまり取り上げられるものじゃないよ。
見たままだしね。
定義名はいいとしても判断基準にこういうのがあるんだーっていうのを覚えておけば大丈夫。

2.Lewis(ルイス)の定義

1.よりは取り上げられる可能性が高いかな?

さっきと違って1つの反応式に必ず酸と塩基が出てくるよ。
まずは下を見てほしい。

まずとは「電子対を受け取るもの」と考える。
例でいうとBは電子を8個入れられる最外殻電子に6個しかないから受け取れるよね。
この定義上は別名「ルイス酸」とも呼ばれるよ。

そして塩基は「電子対を与えるもの」と考える。
例でいうとOは自分だけの電子である非共有電子対を持ってるよね。
そしてこいつも定義上は別名「ルイス塩基」とも呼ばれるよ。

3.Brφnsted-Lowry(ブレンステッド-ローリー)の定義

さて今回紹介するなかで一番問題として取り上げられるのがこちら。
問題として取り上げられるだけでなく、有機化学を学んでいく上でも超重要
なのでしっかり理解する必要があるってことを意識してね。

さて例によってまずは下を見てほしい。

まずとは「Hを出すもの」と考える。
そして塩基「Hを受け取るもの」と考える。

共役酸:塩基がH受け取ったもの(反応右から左になるとするとH出す側)
共役塩基:酸がH出したもの(反応右から左になるとするとH受け取る側)

さてここまで紹介させてもらったけど多分いくつか?な部分があると思う。
例えば
なんで酸と塩基を定義する上で複数の定義があるのか?
その中でなんで「ブレンステッド-ローリー」が超重要なのか?
とかね。

最後にその部分に触れて今回は締めたいと思う。

まず複数定義が存在すること自体はおかしなことでなくて、歴史の流れの中では必然ともいえる。
一度解明した、もしくは完全に説明がつくわけではないけども経験則でこうとはいえるものがあって、その積み重ねの過程でいくつもの考え方(推論)が出てくる。
例えば天動説みたいに今では明らかに間違っているってわかるけど後々の世に残っているものもあるから、この変は歴史的な背景・流れを学べているんだ、という先人への感謝と共に受け止めていくべきかな、と思います。

で、「ブレンステッド-ローリー」についてももちろん歴史的な経緯があって、特に使われる範囲の広さから超重要という扱いになってるんだ。

まずアレニウスさんの考えについてなんだけど、最初に説明はしているけどこれはあくまで「水溶液中」での話になる。
これだと
塩酸 と アンモニア水 ⇒ 〇酸塩基反応
だけど
塩化水素 と アンモニア ⇒ ×酸塩基反応
っていう不都合が出てしまうんだ。
⇒[1884年]

で、これだと物足りないぜ!ってことで考えたのがブレンステッドさんとローリーさん(実は2人)。
これにより、水以外を溶媒とする溶液や気体中での反応にも適用できる考え方が誕生しましたーっていう話。
⇒[1923年]

ちなみにルイスさんのは「ブレンステッド-ローリー」をさらに発展させたもので、これにより本来酸塩基反応に分類できない錯体の形成なんかが酸塩基反応として分類できるようになったってわけ。
⇒[1938年]

人に歴史あり、だね。(違うか)

ではまた次回

© 2017 猫でもわかる有機化学

シェアする

  • このエントリーをはてなブックマークに追加

フォローする