酸とは

質問

こんにちは。水素イオン濃度が高いほど酸性なのはわかるのですが、この水素イオンがなぜ酸と呼ばれる性質を表すのかがいまいちつかめません。表面積が小さいこと、プロトンがむきだしになっていることなどに関係はあるのでしょうか？
下手な文章で申し訳ないですが、酸について（もしくは塩基について）なにか教えていただきたいです。よろしくお願いします。

回答No.1

Kentamago · ベストアンサー

化学で大学院へ通っているものです。
酸とは？塩基（アルカリ）とは？という定義は、ずばり人間が決めたものです。実際に、大学や大学受験用予備校などで酸のことを習うと、定義によって酸になる物質は変わってきます。高校の段階だと、水素イオン（プロトン）を出すものを酸、受け取るものを酸（いわゆるブレンステッド・ローリーの定義による酸・塩基）などと教わるため、なぜ水素イオン（プロトン）が酸なのか？？という変な疑問をもってしまうかもしれません。
別にこの定義が間違ってるとかではなく、このように定義したってだけのことです。
つまり、人間がどう決めたか？ってことです。このように酸・塩基を分類することで、世の中に存在する無限にある化学反応をいかにわかりやすく分類できるか？ってことです。
つまり、水素イオンが酸と呼ばれる性質を示すとかではなく、それを酸と決めてしまったというほうがいいかもしれません。
大学へ行ってさらに化学を習うと、酸になるものは水素イオンとは限りません。世の中にある全ての物質は酸になる可能性を秘めています。
もうちょっと詳しく勉強されると、酸・塩基とは相対的なものであり、相手によりけり変わるってことになるます。
相手より酸性の強さが勝っていれば酸になるし、逆に相手より酸性の強さが負けていれば塩基になるってことです。
ちょっと長くなりましたが、少しでも理解の手助けになれば光栄です。

お礼

返答遅くなりました。
酸とは何かと考えるとよくわからなくなってこんがらがってしまいましたがうまく整理できそうです。
御回答どうもありがとうございました。

回答No.3

ht1914

「酸と呼ばれる性質」とはどういう性質をさしていっておられるのでしょうか。

極く一般的な話をします。
酸性の原因は質問にも書かれているように水素イオンＨ＋です。でも水素イオンがフラフラと水溶液の中を漂っているのではありません。必ず何らかの物質に乗っかっています。水中ではＨ２Ｏに乗っかっています。Ｈ３Ｏ＋になります。オキソニウムイオンと呼ばれています。
ＨＡ→Ｈ＋＋Ａ－
と書かれているのは「何か他のものに移るＨ＋が放出されます」という意味です。相手がなければこの変化は起こりません。酸化・還元反応の時の電子の表現と似ていますね。Ｘ→Ｘ＋＋ｅ－と書きますが電子がフラフラと物質中を漂うという意味ではありません。この電子を受け入れる相手がいなければこの変化は起こりません。（これは化学では当たり前のこととして受け入れられています。でも摩擦電気などでは常識になっていません。電子が絶縁体の上を自由に移動するというイメージで説明されています。摩擦電気でも化学を踏まえた議論をして欲しいと思います。）

　酸の働きの一つに金属が水素を発生して溶けるというのがあります。コレは金属原子とＨ３Ｏ＋の間でこの電子の移動が起こるわけです。指示薬が変色するというのもあります。Ｈ３Ｏ＋と反応して色素分子が構造変化を起こしてしまいます。ＯＨ－で逆に変化します。フェノールフタレインのこ構造変化はよく本に載っていますから探してみて下さい。酸が関係する反応は必ずＨ３Ｏ＋との具体的な反応式が書かれているはずです。赤く発色しているときは光の吸収能力のある二重結合を含む構造になっています。Ｈ３Ｏ＋と反応するとこの二重結合構造がなくなります。
　水溶液中でＨ３Ｏ＋を作る能力を持っているものはみな酸として働きます。ＨＣｌやＣＨ３ＣＯＯＨの様なものでもいいですがＮＨ４＋の様なイオンも酸として働きます。Ｈ２ＯにＨ＋を押し付けてＨ３Ｏ＋を作る能力を持っています。
　水がない場合はどうなるでしょう。Ｈ＋を受け取る物質が変わりますがＨ＋のやりとりは同じです。それからＨ＋をもらって色素は構造変化を起こします。指示薬は同じように変色します。酸性物質からＨ＋を受けとって色素分子に渡します。溶液の種類が異なりますから色合いは少し変わりますが変色は同じように起こるのです。この事を踏まえて酸・塩基の考え方を広げる事が出来ます。
　水溶液以外に理論を拡張する場合、水溶液での変化は踏まえている必要があります。何でもありではありません。
　水溶液では水の電離が基本になっています。
２Ｈ２Ｏ⇔Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ－
アルコールだとどうなるでしょう。
２Ｃ２Ｈ５ＯＨ⇔Ｃ２Ｈ５ＯＨ２＋＋Ｃ２Ｈ５Ｏ－　
になります。
Ｃ２Ｈ５Ｏ－の濃度の高い溶液にフェノールフタレイン溶液を加えると発色します。エタノールだと水が混入していることが多いですから議論が混乱します。Ｃ５Ｈ１１Ｏ－でやると分かりやすいでしょう。

お礼

具体的に説明していただきどうもありがとうございました。
今まではなんとなく化学式を眺めていただけですが、これからはどのような反応が起きているか考えながら問題を解くなりしていきたいです。
これで締め切りたいと思います。みなさんどうもありがとうございました。

回答No.2

noname#69788

プロトンはむき出しになっていません。水分子にくっついています。

お礼

なんだかプロトンがうようよしているイメージを勝手にしていましたが分子にくっついているのですね。
どうもありがとうございました。