SJG-2083CS オンライン酸・アルカリ濃度計

純水では、解離と呼ばれるプロセスで、分子のごく一部が H2O 構造から 1 つの水素を失います。したがって、水には少量の水素イオン H+ と残留ヒドロキシル イオン OH- が含まれます。

一定の割合の水分子の生成と解離との間には平衡が存在します。

水中の水素イオン (OH-) は他の水分子と結合してヒドロニウム イオン、H3O+ イオンを形成します。H3O+ イオンは、より一般的には単に水素イオンと呼​​ばれます。これらのヒドロキシルイオンとヒドロニウムイオンは平衡状態にあるため、溶液は酸性でもアルカリ性でもありません。

酸は溶液中に水素イオンを与える物質であり、塩基またはアルカリは水素イオンを取り込む物質です。

水素を炭素原子に非常に強く結合させるほとんどの有機化合物とは異なり、水素は容易に放出される状態で存在する必要があるため、水素を含むすべての物質は酸性ではありません。したがって、pH は、酸が溶液中に放出する水素イオンの数を示すことにより、酸の強度を定量化するのに役立ちます。

塩酸は、水素と塩化物イオンのイオン結合が極性であるため強酸であり、水に溶けやすく、多くの水素イオンを発生して溶液を強酸性とします。このため、pH が非常に低くなります。水中でのこの種の解離は、エネルギーの獲得という点でも非常に有利であり、それが非常に簡単に起こる理由です。

弱酸は、一部の有機酸のように、水素を供与するが、あまり容易には供与しない化合物です。たとえば、酢に含まれる酢酸には大量の水素が含まれていますが、共有結合または非極性結合で保持されているカルボン酸グループに含まれています。

その結果、水素のうちの 1 つだけが分子から離れることができますが、それでも、水素を供与してもあまり安定性は得られません。

塩基またはアルカリは水素イオンを受け入れ、水に添加すると、水の解離によって生成された水素イオンを吸収し、バランスがヒドロキシルイオン濃度に有利に変化し、溶液がアルカリ性または塩基性になります。

一般的な塩基の例は、石鹸の製造に使用される水酸化ナトリウム、または灰汁です。酸とアルカリが正確に等しいモル濃度で存在すると、中和と呼ばれる反応で、水素とヒドロキシルイオンが容易に相互に反応し、塩と水が生成されます。