医療工学科の化学講義(19)酸・塩基・pH

履修者91名中出席81名，出席率89 %．

前回の講義に対する質問コメント感想その他いろいろの紹介

前回の講義録参照

• (18)浸透圧と透析(20110-9-21)

今回のキーワード

酸，塩基，強酸，強塩基，弱酸，弱塩基，電離度，価数，酸解離定数，pKa，中和，pH

配布済みの資料

• 酸，塩基，pH

酸と塩基は相対的なもの

分子と分子とが反応する場合に，H⁺を与える側が酸，H⁺を受け取る側が塩基です．この関係は相対的なものです．たとえば水とアンモニアが反応する場合には，水は酸として作用しますが，水と酢酸が反応する場合には，水は塩基として作用します．

強い/弱い・酸/塩基

水に溶解させたときにほぼ完全に電離する酸を強酸，部分的に電離する酸を弱酸と呼びます．同様に，ほぼ完全に電離する塩基を強塩基，部分的に電離する塩基を弱塩基と呼びます．

価数

酸として放出可能なH⁺の数を酸の価数と呼びます．たとえばHClは1価，H₂SO₄は2価，H₃PO₄は3価の酸です．一方，受け取ることのできるH⁺の数を塩基の価数と呼びます．たとえばNaOHは1価，Mg(OH)₂は2価，Fe(OH)₃は3価の塩基です．

電離度

溶解させた分子数のうち，電離する分子の割合を電離度と呼びます．

KaとpKa

たとえば酢酸の場合，Ka=[CH₃COO^-][H⁺]/[CH₃COOH]を電離平衡定数または酸解離定数と呼びます．分子に電離前，分母に電離後のモル濃度です．この値を扱いやすくするために，pKa=-log₁₀Kaが用いられています．2種類の酸についてKaを比較したとき，大きなKaおよび小さなpKaをもつ方が強い酸，です．

中和反応

酸と塩基とが過不足なく反応し，中性の物質になる反応を中和反応と呼びます．中和反応では水と塩が生じます．

pH

水溶液中の[H⁺]を扱いやすくするために，pH=-log₁₀[H⁺]が用いられています．pHの詳細は次回扱います．

関連トピック：酸性河川中和事業

群馬県を流れる吾妻川の水源は，硫酸酸性の火口湖なので，川の水は強酸性になります．このために吾妻川の水は農業用水に使うこともできず，橋や堤防の建設にも制限が生じていました．そこでこの河川を石灰で中和し，下流にダムや堤防などを建設工事可能にしつつ，農業用水などにも使えるようにしようと考え，河川中和施設がつくられました．

• 品木ダム品質管理所 いろいろな中和事業「河川の中和」
• 24時間365日，中和される川

計算問題

食酢に含まれる酢酸CH₃COOHの濃度を，中和滴定によって求めることにした．まず食酢を10分の1に希釈した．この希釈液10.0 mLを，100 mMのNaOHで滴定したところ，7.55 mLを要した．食酢中の酢酸の質量パーセント濃度を求めよ．なお，この食酢の密度は1.012 g cm^-3であった．酢酸のモル質量は60.0 g mol^-1とせよ．食酢中に含まれる酸は酢酸だけとする．

●ぜせつ●ギブ●ざせつ●ざせつ●希釈の問題一番苦手です．CEの鬼さ加減に死にそうです．●希釈前のモル濃度まででざせつです．●ざせつ●ざせつ●高校の化学のノート探します・・・やらなきゃ●テストまでにはできるようになってますんで．今週こそできるよなという期待に応えられずスンマセン●眠眠打破!!●きっちり復習する●無理〜!!●ギブアップ●ありがとうございました●おかしいな・・・計算結果がおかしいな．復習がんばります●挫折しました●ざせつで・・・●ざせつ●朝飯前だぜ!!●ざせつ次回はがんばります●ざせつ●ざせつ●ざせつ●ざせつ!!やばい!!●ザセツ●もう1回やりなおします●がんばります●挫折●絶対答え合ってない●ざせつ●ざせつ●水の電離のはなしがなるほどなーと思いました．●ざせつです!!●ざせつ●アウトー●ざせつ●ざせつ●ざせつ●ざせつ●みかんの缶詰の話はなんか萎えた・そして挫折●ざせつ●ざせつ!!●ざせつ\(^^)/●知るか!!!●

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生命科学のための基礎化学―無機物理化学編