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(さん、: acid)は、化学において、塩基と対になってはたらく物質のこと。酸の一般的な使用例としては、酢酸(酢に3~5%程度含有)、硫酸(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。これら三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。塩化水素など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、または電子対を受け取る化学種。化学の歴史の中で、概念の拡大をともな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。一般に酸の強さは酸性度定数Kaまたはその負の常用対数 pKaによって定量的に表される。

酸、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、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。

\rm NH_3 + H_2O\quad \overrightarrow\longleftarrow \quad NH_4^+ + OH^-
\rm HCl + H_2O\quad \overrightarrow\longleftarrow \quad H_3O^+ + Cl^-

酸解離定数の大きい酸を強酸、小さい酸を弱酸と呼ぶ。また、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、酸味を呈するものが多い。その水溶液のpHは7より小さい。

酸の定義[編集]

以下に、それぞれの酸の定義を概略のみ述べる。詳細は、記事:酸と塩基 を参照されたい。

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 (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。
HCl → H+ + Cl
ブレンステッド酸 (Brönsted 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。
AH + B → A + BH+
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。
ルイス酸塩基反応

酸の塩基度[編集]

酸の1分子中に含まれる水素原子のうち,金属原子で置き換えられる水素原子の数をその酸の塩基度といい,塩基度2以上の酸を多塩基酸と呼ぶ。

一塩基酸の動態[編集]

一塩基酸は中和反応において、一分子につきひとつのプロトンを出す。(例:HA=一塩基酸):

HA(aq) + H2O(l) is in equilibrium with H3O+(aq) + A(aq)         Ka

多塩基酸の動態[編集]

多塩基酸は中和反応でその塩基度の数だけプロトンを出すことができる。(例:H2A=二塩基酸)

H2A(aq) + H2O(l) is in equilibrium with H3O+(aq) + HA(aq)       Ka1
HA(aq) + H2O(l) is in equilibrium with H3O+(aq) + A2−(aq)       Ka2

ここで一般的にKa1 > Ka2となる。 多塩基酸の濃度分率は一般にα


\alpha_{H_{n-i} A^{i-} }= {{[H^+ ]^{n-i} \displaystyle \prod_{j=0}^{i}K_j} \over { \displaystyle \sum_{i=0}^n \Big[ [H^+ ]^{n-i} \displaystyle \prod_{j=0}^{i}K_j} \Big] }

で求めることができる。

一般的な酸[編集]

関連項目[編集]