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プロフィール
- 強酸とは
- 強酸のpH
- 酸濃度の高い場合
- 酸濃度の低い場合
- 共役酸としての強酸
- 非水溶媒中における強酸
- おもな強酸
- 超酸
- 外部リンク
強酸（きょうさん、Strongacid）とは、水溶液中で平衡に達したとき、プロトンを近似的に完全に電離する電解質のことである。下式のように、酸HA(aq)はプロトンH3O+(aq)(陽イオン)とA-(aq)(陰イオン)に電離する物質のことであるが、電離した酸は常に電離したままではない。電離した酸A-(aq)はしばらくするとプロトンと出会い元の物質HA(aq)になり、プロトンを得た酸はしばらくするとまた電離する。溶媒中における酸はこれを繰り返しておるが、温度や圧力などの物理条件を一定に保つならば、ある瞬間における、電離した酸と電離していない酸の割合は一定に保たれる。このため、酸水溶液中では常に電離している酸A-(aq) ...
強酸のpH
| 純水に強酸を加え、濃度Cの強酸水溶液を作った場合を考える。 |
| 水溶液中の強酸はすべては電離しているとみなす。 |
酸濃度の高い場合
| C^2ggK_w。 |
| ,pH=-log_{10}C。 |
酸濃度の低い場合
| C^2ggK_w。 |
| が成り立たないとき、。 |
| pH=-log_{10}left（frac{C+sqrt{C^2+4K_w}}{2}ight）。 |
共役酸としての強酸
| 塩基Bがプロトンを受け取った共役酸BH+の酸解離定数は塩基解離定数と以下の関係にあり、弱い塩基の共役酸であるほど強い酸となる。 |
| K_a=frac{K_w}{K_b}。 |
| 例えば非常に弱い塩基であるホスフィンの共役酸は強酸であり超酸のような強酸性媒体中においてプロトン化を受ける。 |
| mPH_4^++H_2OoverrightarrowlongleftarrowH_3O^++PH_3, mbox{p}K_{a}=-12,。 |
| 金属水酸化物の共役酸すなわち水和金属イオン（アクアイオン）では、電荷''z''が大きくイオン半径''r''の小さなものほど強酸となる。 |
| 希ガス電子配置の金属イオンではp''K''aは、''z''2/''r''とほぼ直線関係にある。 |
| たとえば4価のジルコニウムイオンZr4+（aq）ではp''K''a=0.2程度であり、強酸性水溶液中でも加水分解している。 |
| mM（H_2O）_m^{n+}（aq）overrightarrowlongleftarrowH^+（aq）+M（OH）（H_2O）_{m-1}^{（n-1）+}（aq）。 |
非水溶媒中における強酸
| 水溶液中における酸解離平衡の概念は非水溶媒中においても適用され、酸HAが溶媒S中において以下の平衡が著しく右辺に偏り、リオニウムイオンHS+を定量的に生成する場合、酸HAは溶媒S中において強酸であると表現する。 |
| mHA+SoverrightarrowlongleftarrowHS^++A^-。 |
| このような酸解離平衡は溶媒のプロトン受容性および比誘電率などにより決まる。 |
| たとえば水溶液中において弱酸である酢酸も液体アンモニア中では強酸としてはたらく。 |
| mCH_3COOH+NH_3overrightarrowlongleftarrowNH_4^++CH_3COO^-。 |
おもな強酸
| おもな強酸には右表のようなものがある。 |
| オキソニウムイオン（H3O+）はしばしば水素イオン（H+）と同等に扱われる。 |
| しかし、水中には水素イオンという化学種は存在せずすべてオキソニウムイオンの形で存在している。 |
| 広くは認められていないが以下のような酸も水溶液中において強酸としての性質をもつ。 |
| 塩素酸（HClO3）。 |
| 臭素酸（HBrO3）。 |
| ヨウ素酸（HIO3）p''K''a=0.77。 |
| 過臭素酸（HBrO4）。 |
| メタ過ヨウ素酸（HIO4）。 |
| 過マンガン酸（HMnO4）p''K''a=−2.4。 |
| チオシアン酸（HSCN）p''K''a=−1.32。 |
| オキソ酸XOm（OH）nについてはポーリングの経験則によりm−n>2のものがおおむね強酸となる。 |
| これは酸素原子の誘起効果によるものである。 |
| またフルオロ錯体の遊離酸も陰イオンに対するプロトン親和力が極めて弱いため多くは強酸である。 |
| テトラフルオロホウ酸（H |
| ヘキサフルオロリン酸（H |
超酸
| 100%硫酸よりも強い酸性媒体のことを超酸と呼ぶ。 |
| ''詳細は超酸を参照。 |
外部リンク
| http://www.cm.utexas.edu/academic/courses/Spring2002/CH301/McDevitt/strong.htm。 |
| http://jchemed.chem.wisc.edu/Journal/Issues/2000/Jul/abs849.html。 |
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