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【酸とその共役塩基の強さの比較】

pon********さん

2010/12/2008:58:20

【酸とその共役塩基の強さの比較】

http://www.kyoto-phu.ac.jp/labo/kinou/Chem/points/point15.html
にある表について質問です。
「酸性度、塩基性度が強いことを示すから、HClは強い酸であるが、Cl-は大変弱い塩基」
という説明がありますが、酸性・塩基性の強さと酸・塩基の強さは関係ないと習いました。
酸性・塩基性は、水中でのH^+濃度とOH^-濃度の大小関係で決まる。と習いました。
酸・塩基はの強さは一体何で決まるのでしょうか?酸解離定数でしょうか?
「解離」ということはH^+の出しやすさということのような気がしますが、それなら強酸は水溶液中でもH^+を出しやすく、結局酸性としても強いとは言えないのはどうしてでしょうか?


次に、
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%81%8E%E5%A1%A9%E7%B4%A0%E9%85%B8
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%87%AD%E5%8C%96%E6%B0%B4%E7%B4%A0
を見ると、酸解離定数pKaの小さい臭化水素酸のほうが過塩素酸より強い酸のように思えます。
しかし、
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%85%B8%E8%A7%A3%E9%9B%A2%E5%AE%9A%E...
を見ると、過塩素酸の方が強い酸になっています。一体何故でしょうか?

また、気体のままの臭化水素では、強酸・弱酸の判定はできないのでしょうか?

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ベストアンサーに選ばれた回答

ans********さん

2010/12/2602:15:30

ここで言っている「酸性度」、「塩基性度」は、「酸である物質の酸としての性質の強弱」、同様に「塩基である物質の塩基としての性質の強弱」という意味で、いわゆる「酸・塩基の強弱」のことです。用語が紛らわしいですね。「酸性」、「塩基性」とは溶液の話ですから、物質(イオンも含む:以下同様)としての「酸・塩基の強弱」とは無関係です。解離定数が大きい酸の溶液でも、薄ければ水素イオン濃度は小さい(25℃なら10^-7に近い)でしょう。

酸・塩基の強さは酸解離定数で分かりますが、酸解離定数が使えるのは「希薄溶液」のときであって、濃厚溶液では使えません。たとえば、濃硫酸(98%硫酸水溶液)の水素イオン濃度は小さいです。

「解離」といっていますが、「H^+」が単独で出てくるわけではありません。単独の「H^+」は陽子(プロトン)ですから、そんなものが物質の間をフラフラすることはできません。必ず物質の電子対に捕まります。

酸・塩基の考え方(高校レベル)は、化学反応を水素イオンの移動で考えるというものです。つまり、水素イオンを「与えるもの」と「受け取るもの」(強い場合は、「押し付けるもの」と「奪うもの」です)の両者の関係で解離定数が決まるということです。通常は、そのどちらかが水になります。

ですから、溶媒が違えば(水でなければ)解離定数の値は溶媒が水の場合とは異なったものになります。それで、pKaが-9なら、Kaは10^9というとんでもない大きな値になります。これを直接測定できる装置はないでしょう。とても薄い水溶液を用いるか、もっと水素イオンを受け取りにくい溶媒を使って測定し、それから推定することになりますが、どちらにしても測定や推定の誤差が大きく、文献によって値が異なるということは十分考えられます。

したがって、強酸や超強酸の強さの違いを議論するのは、弱酸の強弱を議論するときのような重要な意味は持たないと考えるべきだと思います。

なお、気体では、水素イオンをもらってくれる相手の物質と出会う確率が極端に低く、また、電離後イオンが溶媒和によって安定化することも期待できませんから、ほとんど解離しない濃厚溶液(溶媒が極端に少ない状態)と同様に、強酸・弱酸の判定は意味がないと考えられます。

質問した人からのコメント

2010/12/26 21:26:21

回答ありがとうございました。

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