中和反応

概要

「中和反応」とは、ざっくりいうと酸と塩基が反応して水と塩を生じる反応のこと。中学校でも習う基本的な反応ですね。

中和反応_1.png

ただし「ブレンステンドの酸塩基の定義」で定義される酸塩基の中和反応では水が発生しない場合もあります。

水溶液中で水は以下のように電離してます。

このとき、ざっくりいうなら100億粒に1粒くらいだけが電離しています。つまり水中で存在できるとの量はかなり少ないということです。もう少し具体的にいえば、25℃での「水のイオン積」がになる程度しか電離できません。

水素イオン濃度と水酸化物イオン濃度のかけ算がということは、たとえばみたいに超少ないということです。

よって、をたくさん放出する酸とをたくさん放出する塩基を混ぜると、溶液中のとがキャパオーバーになって元の水に戻る反応が起きます。これが中和反応です。

たとえばこの式がを塩酸、が水酸化ナトリウムであれば反応式は以下の通り。

反応の仕組みを考えれば式を立てるのは簡単！先ほど言った通り反応の本質は水が発生する部分でした(*注1)。

つまり との数がつりあうように反応させればいいということです。詳しくは具体例で見ていきましょう。

(1)塩酸と水酸化ナトリウム

を1個出すとを1個出すを混ぜれば1:1の割合で反応が起こります。

(2)硫酸と水酸化ナトリウム

はを2個、はを1個出します。

つまりぴったり反応させるには、1粒のに対して2粒のが必要になります。

(3)塩酸と水酸化カルシウム

はを1個、はを2個出します。

つまりぴったり反応させるには、2粒のに対して1粒のが必要になります。

補足にも少し書きましたが、これまではアレニウスの酸塩基に対する中和反応のみを扱いました。しかしブレンステンドの酸塩基が関わると一瞬反応式の作り方に困ってしまいます。ただしブレンステンドの酸塩基の場合は 「形式的に水を足す」 ことで先ほどとほぼ同じ方法で式を作れます。

(1)塩化水素とアンモニア

アンモニアに水を加えて電離させます。

あとは先ほど同様、との数をつりあわせます。

ただし両辺に水が被った場合は、最後に両辺から引き算をする必要があります。

(2)二酸化炭素と水酸化ナトリウム

二酸化炭素に水を加えて電離させます。

あとは先ほど同様。

最後に両辺から水を引き算。

(3)塩酸と酸化アルミニウム

酸化アルミニウムに水を加えます。実際には酸化アルミニウムは水に溶けませんが、反応式を作る手順として形式的に水を足します。

あとは同じ流れです。

あえてとしました。あとは先ほど同様。

最後に両辺から水を引き算。

高校化学ではブレンステンドの定義をメインに使うはずですが、ここでは水中のとに注目したアレニウスの定義っぽい説明の仕方をしました。わかりやすいのでまずはこちらで理解しましょう。それにこちらを理解すればブレンステンドの酸塩基もほぼ同じです。ざっくりいえば、がと結びつきやすいことで反応が起こるというのが上の説明でしたが、同じようにがと結びつきやすいことで起こるのような反応がブレンステンドの酸塩基による中和反応です。詳しくは無機化学や理系の理論化学を勉強してからでOKです。
(*注1)↑の通りアレニウムの定義的にはね。