塩の種類と水溶液の性質、塩の加水分解

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salt-hydrolysis
正 塩 化学式の中にH}も{OH}も含まない塩.} {NaCl},\ {NH₄Cl},\ {CH₃COONa}  {酸性塩 化学式の中にHが残っている塩.} {K}{H{SO₄},\ {Na}{H{CO₃} .3zw}{塩基性塩 化学式の中にOHが残っている塩.}{MgCl}{(OH),\ {CuCl}{(OH) 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}などは,\ 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分類であり,\ {水溶液が中性・酸性・塩基性を示すわけではない}ことに注意! 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. 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. {MgCl(OH)}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. 正塩を水に溶かすと,\ 中性・酸性・塩基性のどれにもなりうる. その判断は塩がどんな酸と塩基からできたかを辿ればわかる.\ 詳細は下の問題で確認. {H}も{OH}も含まない正塩にもかかわらず,\ 水に溶かすと酸性・塩基性を示す理由を確認する. まず,\ 強酸・強塩基と弱酸・弱塩基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・弱塩基は比較的良い.} 強酸{HCl}と弱塩基NH₃由来の塩{NH₄Cl}は水溶液中で右のように電離する. {NH₄Cl NH₄ + Cl-} 原則として,\ {塩は水溶液中では完全に電離している(電離度1)}と考えてよい. また,\ 水溶液中では水分子も電離している.  {H₂O H+ + OH-} よって,\ 水溶液中には{4種のイオン\ {NH₄+},\ {Cl-},\ {H+},\ {OH-}\ が共存}することになる. ところで,\ NH₃は\ {NH₃ + H₂O NH₄+ + OH-}\ という反応によって塩基性を示すのであった. NH₃は{弱塩基}であるから陽イオン{NH₄+}と陰イオン{OH-}の相性が良く,\ {逆反応も起こりやすい}. ゆえに,\ {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}ことになる. 一方,\ {HCl}は強酸であるから,\ {HCl H+ + Cl-}\ の逆反応が起こることはない. 結果,\ OH-}のみが消費されることで{H+}が過剰になるため,\ 正塩の水溶液が酸性を示す}のである. 弱酸と強塩基由来の塩{CH₃COONa}の電離は {CH₃COONa CH₃COO- + Na+} よって,\ 水溶液中には{4種のイオン\ {CH₃COO-},\ {Na+},\ {H+},\ {OH-}\ が共存}することになる. ここで,\ 酢酸は{弱酸}であるから,\ {CH₃COOH CH₃COO- + H+}\ は{逆反応も起こりやすい.} ゆえに,\ 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,\ 正塩の水溶液が塩基性を示す}のである. このように,\ {塩のイオンの一部が水と反応して元の弱酸・弱塩基に戻る現象}を{塩の加水分解という. 結論だけ見れば,\ {水溶液は酸と塩基の強いほうの性質を示す}わけである. 酸性塩の水溶液の性質   { $ 酸 性} \ {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} \ {NaHCO₃}\ (炭酸水素ナトリウム),{Na2HPO₄}\ (リン酸水素二ナトリウム)} 特に重要なのは{硫酸水素塩と炭酸水素塩}で,\ それぞれ酸性・塩基性と覚えておけばほぼ対応できる. {NaHSO₄}は,\ {NaHSO₄ Na^+ + HSO₄-}\ のように電離する. 水も電離するので,\ 水溶液中には4種のイオン\ {Na+},\ {HSO₄-},\ {H+},\ {OH-}\ が共存する. {H₂SO₄}は強酸,\ {NaOH}は強塩基である. よって,\ {H₂SO₄ H+ + HSO₄-},\ {NaOH Na+ + OH-}\ の逆反応は起こらない. つまり,\ {HSO₄-}が{H₂SO₄}に戻ることはない. むしろ,\ 硫酸はかなり強い酸なので{第2電離\ {HSO₄- H+ + SO₄²-}\ のほうが起こる.} 結局,\ H+}が過剰になり,\ 酸性を示す}わけである. {NaHCO₃}は,\ {NaHCO₃ Na+ + HCO₃^-}\ のように電離する. {H₂CO₃}は弱酸であるから,\ {H₂CO₃ H+ + HCO₃-}\ の逆反応は比較的起こりやすい. 一方,\ 第1電離よりもさらに第2電離\ {HCO₃- H+ + CO₃²-}\ は起こりにくい. つまり,\ HCO₃-}は\ 酸としての性質({H+}を出す)よりも塩基の性質({H+}を受け取る)のほうが強い.} 結局,\ H₂CO₃}に戻るときに{H+}を消費することで{OH-}が過剰になり,\ 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)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)が強い. 結局,\ {NaH₂PO₄}は酸性,\ {Na2HPO₄}は塩基性を示すことになる. 次の塩の種類と水溶液の液性を答えよ.  {CH₃COOK}    {NaHCO₃}    {Na2SO₃}  {K2SO₄}      0.05zw}{NaHSO₄}    \ {NH₄NO₃} まず,\ {化学式を見て正塩・酸性塩・塩基性塩を判別}する. {正塩ならば元の酸と塩基を考慮して液性を判断}する.\ 酸性塩は暗記しておいた液性を答える. 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複雑なので問われない. \ 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. \ 正塩であり,\ {H₂SO₃ + 2NaOH Na2SO₃ + 2H₂O}\ によって生じる. \ {H₂SO₃}は{弱酸},\ {NaOH}は{強酸}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. \ 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. \ 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.
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