酸・塩基反応(共役)
◎酸と塩基の定義
「酸・塩基の定義とは何か?」といわれたとき、何と答えるでしょうか?
私なら「水に溶けてH+を出す物質が酸で、水に溶けてOH-を出す物質が塩基」と答えるでしょう。これは、中学校で習うアレニウスの定義というものらしい。
でも、高校以降は「相手にH+を渡すのが酸で、相手からH+を受け取るのが塩基」というらしい。これは、ブレンステッド・ローリーの定義といいます。
更に、ルイスの定義というのもありますが、化学が嫌いな人間にはブレンステッド・ローリーでいっぱいいっぱいなので、これ以降ブレンステッド・ローリーの定義で話を進めます。
◎共役
H+のついている時に酸の働きをし、H+がついていない時に塩基の働きをする関係のことを共役というらしい。
酢酸の電離を考えてみると、
CH3COOH + H2O ⇔ CH3COO- + H3O+
と書けるから、酢酸と酢酸イオンは共役の関係で、酢酸の共役塩基は酢酸イオンです。
次に、アンモニアで考えてみると、
NH3 + H2O ⇔ NH4- + OH-
なので、正反応ではアンモニアが塩基、水が酸。逆反応のときはアンモニウムイオンが酸で、OH-が塩基。といえるでしょう。
ややこしいのが、水酸化ナトリウムの場合。
NaOH ⇔ Na+ + OH-
はて・・?何が塩基で何が酸だろうか?と悩んでしまう。でも、ここでは、次の様に考えるらしい。
NaOH + H2O ⇔ "Na+ + H2O" + OH-
こうすれば、H2OがNaOHにプロトンを与えて"Na+ + H2O"にしているいるわけだから、正反応のときの酸はH2O、塩基はNaOH。めでたしめでたし。
え?逆反応のときは何かって?う〜ん・・。"Na+ + H2O"が酸といいたいところだけど、Na+が酸、OH-が塩基というらしい。何故、"Na+ + H2O"を酸といわないのか、不思議でたまらない。