塩 酸の陰イオンと塩基の陽イオンからなる化合物. 主に酸と塩基の中和反応で生成する.
塩の種類
正塩 化学式の中にHもOHも含まない塩. 例 NaCl, NH₄Cl, CH₃COONa
酸性塩 化学式の中にHが残っている塩. 例 KHSO₄, NaHCO₃
塩基性塩 化学式の中にOHが残っている塩. 例 Mg(OH)Cl, Cu(OH)Cl
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酸性塩の定義は, 正確には水に溶けてH⁺になるHが残っているか否かである.
NH₄ClやCH₃COONa中のHはH⁺になるわけではないので, 酸性塩ではなく正塩である.
なお, NaOHやCa(OH)₂は, そもそも塩ではなく塩基なので関係ない.
これらは化学式での形式的な分類であり, 水溶液が何性を示すかは全くの別問題である.
2価の酸は2段階で電離する. よって, 中和が不完全な場合に酸性塩が生じる.
H₂SO₄ + NaOH → NaHSO₄ + H₂O (H₂SO₄ → H⁺ + HSO₄⁻)
H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O (H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄²⁻)
同様に, 水に溶けにくい多価の塩基の中和が不完全な場合に塩基性塩が生じる.
Na⁺とHSO₄⁻(硫酸水素イオン)からなる塩なので, NaHSO₄の名称は硫酸水素ナトリウムである.
Mg(OH)Clの名称は塩化水酸化マグネシウムである.
2種類の陰イオンを含むときはアルファベット順に並べて書き, 陽イオンに近いほうから順に呼ぶ.
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正塩の水溶液の性質
強酸と強塩基由来の正塩 中性 例 NaCl（強酸HClと強塩基NaOHの塩）
弱酸と強塩基由来の正塩 塩基性 例 CH₃COONa（弱酸CH₃COOHと強塩基NaOHの塩）
強酸と弱塩基由来の正塩 酸性 例 NH₄Cl（強酸HClと弱塩基NH₃の塩）
塩の加水分解 塩を構成するイオンの一部が水と反応して元の弱酸・弱塩基に戻る変化.
生じたH⁺やOH⁻により, 水溶液が酸性や塩基性を示す.
弱酸CH₃COOHと強塩基NaOHの中和で生じた酢酸ナトリウムCH₃COONaの加水分解
CH₃COONa → CH₃COO⁻ + Na⁺ (水に溶ける塩は100%電離)
H₂O ⇄ H⁺ + OH⁻ (水の電離)
↓
CH₃COOH
1つの反応式にまとめると CH₃COO⁻ + H₂O ⇄ CH₃COOH + OH⁻
一般に 弱酸の陰イオン + H₂O → 弱酸 + OH⁻
[H⁺] < [OH⁻] となり, 塩の水溶液は塩基性を示す.
強酸HClと弱塩基NH₃の中和で生じた塩化アンモニウムNH₄Clの加水分解
NH₄Cl → NH₄⁺ + Cl⁻ (水に溶ける塩は100%電離)
H₂O ⇄ OH⁻ + H⁺ (水の電離)
↓
NH₃ + H₂O
1つの反応式にまとめると NH₄⁺ + H₂O ⇄ NH₃ + H₃O⁺
一般に 弱塩基の陽イオン + H₂O → 弱塩基 + H₃O⁺
[H⁺] > [OH⁻] となり, 塩の水溶液は酸性を示す.
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HもOHも含まない正塩なのに水に溶かすと酸性・塩基性を示すのは, 塩の加水分解による.
まず, 酸・塩基の強弱の違いは電離度の違いであった.
強酸・強塩基は水溶液中でほぼ100%電離し, 弱酸・弱塩基はほとんど電離しない.
言い換えると, 強酸・強塩基は陽イオンと陰イオンの相性が悪く, 弱酸・弱塩基は相性が良い.
水溶液中にCH₃COONaがあるとき, 4種のイオン CH₃COO⁻, Na⁺, H⁺, OH⁻ が共存する.
この中で, 酢酸は弱酸であるから, CH₃COOH ⇄ CH₃COO⁻ + H⁺ は逆反応も起こりやすい.
よって, 水溶液中にCH₃COO⁻とH⁺が存在すると, 一部が逆反応によってCH₃COOHに戻る.
このとき, H⁺が消費されてOH⁻が過剰になるため, 水溶液が塩基性を示す.
水溶液中にNH₄Clがあるとき, 4種のイオン NH₄⁺, Cl⁻, H⁺, OH⁻ が共存する.
この中で, NH₃は弱塩基であるから, NH₃ + H₂O ⇄ NH₄⁺ + OH⁻ は逆反応も起こりやすい.
よって, 水溶液中にNH₄⁺とOH⁻が存在すると, 一部が逆反応によってNH₃に戻る.
このとき, OH⁻が消費されてH⁺が過剰になるため, 水溶液が酸性を示す.
結論だけ見れば, 正塩の水溶液は, 由来となった酸と塩基の強いほうの性質を示すといえる.
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リン酸は中程度の強さの酸なのでNaH₂PO₄はH⁺を出して弱酸性, Na₂HPO₄は加水分解して塩基性を示す.
酸性塩の水溶液の性質
酸性 例 NaHSO₄(硫酸水素ナトリウム), NaH₂PO₄(リン酸二水素ナトリウム)
塩基性 例 NaHCO₃(炭酸水素ナトリウム), Na₂HPO₄(リン酸水素二ナトリウム)
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試験では, 硫酸水素塩が酸性, 炭酸水素塩が塩基性とさえ暗記しておけばほぼ対応できる.
水溶液中のNaHSO₄が電離すると, 4種のイオン Na⁺, HSO₄⁻, H⁺, OH⁻ が共存する.
硫酸H₂SO₄は強酸であるから, H₂SO₄ → H⁺ + HSO₄⁻ の逆反応は起こらない.
第2電離 HSO₄⁻ → H⁺ + SO₄²⁻ がわずかに起こってH⁺が過剰になり, 酸性を示す.
水溶液中のNaHCO₃が電離すると, 4種のイオン Na⁺, HCO₃⁻, H⁺, OH⁻ が共存する.
炭酸H₂CO₃は弱酸であるから, H₂CO₃ ⇄ H⁺ + HCO₃⁻ は逆反応も起こりやすい.
一方, 第2電離 HCO₃⁻ ⇄ H⁺ + CO₃²⁻ は起こりにくい.
つまり, HCO₃⁻は酸としてより塩基としての性質が強い.
結局, HCO₃⁻が水と反応してH₂CO₃とOH⁻を生じるため, 水溶液は塩基性を示す.
3価の酸であるリン酸H₃PO₄は3段階で電離する.
H₃PO₄ → H⁺ + H₂PO₄⁻, H₂PO₄⁻ → H⁺ + HPO₄²⁻, HPO₄²⁻ ⇄ H⁺ + PO₄³⁻
中程度の強さのリン酸は, 第2電離までは比較的起こりやすいが, 第3電離はほとんど起こらない.
つまり, リン酸二水素イオンH₂PO₄⁻は酸としての性質(H⁺を出す)の方が強い.
また, リン酸水素イオンHPO₄²⁻は塩基としての性質(H⁺を受け取る)の方が強い.
結局, NaH₂PO₄は酸性, Na₂HPO₄は塩基性を示す.
同一の多価の酸からなる塩の水溶液の液性は, Hが多くなるほど酸性側に偏る.
Na₂SO₄(中性) → H⁺ → NaHSO₄(酸性)
Na₂CO₃(塩基性) → H⁺ → NaHCO₃(弱塩基性)
Na₃PO₄(塩基性) → H⁺ → Na₂HPO₄(弱塩基性) → H⁺ → NaH₂PO₄(弱酸性)
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次の塩の種類と水溶液の液性を答えよ.
(1) CH₃COOK (2) KHCO₃ (3) Na₂SO₃
(4) K₂SO₄ (5) KHSO₄ (6) NH₄NO₃
(1) 正塩, 塩基性 (2) 酸性塩, 塩基性 (3) 正塩, 塩基性
(4) 正塩, 中性 (5) 酸性塩, 酸性 (6) 正塩, 酸性
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まず, 化学式を見て正塩・酸性塩・塩基性塩を判別する.
正塩ならば由来となった酸と塩基の強弱を考慮して液性を判断する.
酸性塩ならば暗記しておいた液性を答えればよい.
塩の陰イオンにH, 陽イオンにOHをくっつけると元の酸・塩基になる.
なお, 一般に水に難溶である塩基性塩の液性が問われることはない.
また, 弱酸と弱塩基由来の正塩の液性も問われない.
(1) 正塩であり, CH₃COOH + KOH → CH₃COOK + H₂O によって生じる.
CH₃COOHは弱酸, KOHは強塩基であるから, 水溶液は塩基性を示す.
(3) 正塩であり, H₂SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₃ + 2H₂O によって生じる.
H₂SO₃は弱酸, NaOHは強塩基であるから, 塩基性を示す.
亜硫酸H₂SO₃や亜硝酸HNO₂のようにOが少ない酸は弱酸と考えてよい.
(4) 正塩であり, H₂SO₄ + 2KOH → K₂SO₄ + 2H₂O によって生じる.
H₂SO₄は強酸, KOHは強塩基であるから, 中性を示す.
(6) 正塩であり, HNO₃ + NH₃ → NH₄NO₃ によって生じる.
HNO₃は強酸, NH₃は弱塩基であるから, 酸性を示す.
