基礎科目・化学・材料
酸と塩基の強さ
6問H23・H25・H30・R1再・R4・R7
塩酸・酢酸・炭酸・フェノールなどの酸の強さの順、同じ濃度でも強酸と弱酸で pH が違うこと、気体が出る反応が出ます。
よく出る形
- いくつかの酸を，強い順に並べる（令和元年度再試験）
- 酸・塩基についての5つの記述から，誤りを1つ選ぶ（令和4，平成30，平成23はほぼ同じ選択肢）
- 2つの水溶液を混ぜたときに酸性になる組合せを選ぶ（平成25）
- 2つの酸の酸性度の大小を述べた記述の正しい組合せを選ぶ（令和7）
- 酸の強さの順や，強酸と弱酸のちがいが中心。酸・塩基の名前や記述が入れ替わって出る
覚えること
- 酸の強さは「水の中で H＋ をどれだけ出すか」で決まる
- 強い順：塩酸 ＞ トリフルオロ酢酸 ＞ クロロ酢酸 ＞ フッ化水素酸 ＞ 安息香酸 ＞ 酢酸 ＞ 炭酸 ＞ フェノール ＞ エタノール
- 強酸（塩酸・硫酸・硝酸）は水中でほぼ全部が電離する。弱酸（酢酸など）は一部しか電離しない
- 同じ 0.1 mol/L でも，塩酸は pH 約1，酢酸は pH 約2.9。pH は同じにならない
- 強塩基：水酸化ナトリウム，水酸化カリウム，水酸化カルシウム，水酸化バリウム。アンモニアは弱塩基
- 電離定数 Ka が大きいほど電離しやすく，強い酸
- Cl のように電子を引きつける原子が近くにあると，H＋ を放した後の陰イオンが安定になり，酸が強くなる
- フッ化水素 HF はハロゲン化水素なのに弱酸（H と F の結びつきが強いため）。HCl より弱い
- 「弱酸の塩 ＋ 強酸 → 弱酸が出る」：炭酸カルシウム ＋ 塩酸で CO2 が出る。逆向き（弱い酸で強い酸を追い出す）は起きない
- カルボン酸（酢酸・安息香酸）は炭酸より強く，炭酸水素ナトリウムから CO2 を出す。フェノールは炭酸より弱く，出さない
- ナトリウムフェノキシド水溶液に CO2 を通すと，弱酸のフェノールが出てくる
- 「弱塩基の塩 ＋ 強塩基 → 弱塩基が出る」：塩化アンモニウム ＋ 水酸化カルシウムを加熱するとアンモニアが出る
- ちょうど中和したとき，強酸 ＋ 弱塩基の塩は酸性，弱酸 ＋ 強塩基の塩は塩基性
- pH ＝ −log10［H＋］（［H＋］は水素イオンのモル濃度）。［H＋］が10倍になるごとに pH は1小さくなる
- ［H＋］＝ 酸の濃度 × 電離度。強酸（1価）は電離度1なので，濃度がそのまま［H＋］になる
解き方
- まず，選択肢の物質が「強酸・弱酸・強塩基・弱塩基」のどれかを分ける
- 並べる問題は，強さの順に当てはめる
- 「強酸と弱酸を同じに扱う」記述（同じ濃度なら同じ pH など）を疑う
- 追い出し反応は，酸の強さの順で向きが決まる。強い酸が弱い酸の塩に出会うと，弱い酸が出る
- 数値例：0.050 mol/L・電離度0.020 なら［H＋］＝ 1.0×10−3，pH ＝ 3.0。電離度1なら 5.0×10−2，pH ＝ 2 − log105 ＝ 2 − 0.70 ＝ 1.3
ひっかけ
- フェノールはエタノールより酸性が強い（「低い」とあれば誤り）
- F が付いた酢酸（トリフルオロ酢酸）は，ふつうの酢酸より強い酸
- 炭酸は酢酸より弱い。酢酸ナトリウムに CO2 を吹き込んでも酢酸は出ない
- ちょうど中和した水溶液は，いつも中性とは限らない（酢酸と水酸化ナトリウムなら塩基性）
- 強酸と弱酸を，同じ濃度だから同じ pH としない。弱酸は一部しか電離しない
このテーマの過去問（このサイトに解説がある 3問）
平成に出た同じテーマ（3問）
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- 平成30年度酸と塩基の性質
- 平成25年度混合水溶液の液性
- 平成23年度酸・塩基の性質