酸

酸（さん、英: acid）とは、化学において、塩基と対になってはたらく物質のこと。

概要

一般的な使用例としては、酢酸（酢に3〜5%程度含有）、硫酸（自動車のバッテリーの電解液に使用）、酒石酸（ベーキングに使用する）などがある。これら3つの例が示すように、酸は溶液、液体、固体であることができる。さらに塩化水素などのように、気体の状態でも酸であることができる。

一般に、プロトン (H⁺) を与える、または電子対を伴いながら定義が考え直されてきたことで、何種類かの酸の定義が存在する。

酸としてはたらく性質を酸性（さんせい）という^[1]。一般に酸の強さは酸性度定数 K_a またはその負の常用対数 pK_a によって定量的に表される。

酸や塩基の定義は相対的な概念であるため、ある系で酸である物質が、別の系では塩基としてはたらくことも珍しくはない。例えば水は、アンモニアに対しては、プロトンを与えるブレンステッド酸として作用するが、塩化水素に対しては、プロトンを受け取るブレンステッド塩基として振る舞う。

{\ce {NH3 + H2O <=> NH4^+ + OH^-}}

{\ce {HCl + H2O <=> H3O^+ + Cl^-}}

酸解離定数の大きい酸を強酸、小さい酸を弱酸と呼ぶ。さらに、100%硫酸より酸性の強い酸性媒体のことを、特に超酸（超強酸）と呼ぶことがある。

「—酸」と呼ばれる化合物には、酸味を呈し、その水溶液のpHは7より小さいものが多い。酸化反応でできるものや、プロトンとのイオン結合でできるものがある。

また、酸は多くの人が、酸化力が非常に強い物質と誤解しがちだが、硫酸など一部の例外を除き、酸化力は非常に弱い。

この誤解の原因として、

{\ce {2H^+ +2e^-<=>H2}}

という水素イオンが酸化剤として働く反応式があるが、これは自由電子を持ち比較的酸化がしやすい金属元素のみに働き、また、イオン化傾向で銅以下のものには酸化剤として働かない。

詳細は「酸と塩基」を参照

以下に、それぞれの酸の定義を概略のみ述べる。

アレニウス酸 (Arrhenius acid): アレニウスの定義による酸。水溶液中においてプロトン ( ${\ce {H^+}}$ ) を出す物質。下式において、塩化水素 (HCl) はアレニウス酸としてはたらいている。; ${\ce {HCl -> H^+ + Cl^-}}$
ブレンステッド酸 (Brønsted acid): ブレンステッド-ローリーの定義による酸。反応する相手「B」に対しプロトンを与える物質。下式の反応で「AH」、あるいは「A⁺H」がブレンステッド酸。; ${\ce {{\mathbf {AH}}{}+ B -> A^{-}{}+ BH^+}}$; ${\ce {{\mathbf {A^+H}}{}+ B -> A{}+ BH^+}}$
ルイス酸 (Lewis acid): ルイスの定義による酸。電子対を受け取る物質。下式の反応で「A」がルイス酸。