塩の加水分解は無限ループ？

Question

変なタイトルになってしまいましたが・・・（汗
NH4Clの水溶液は酸性を示すって本に書いてあるのですが・・・。
それはなぜでしょうか？　本では塩の加水分解で説明ができます。って書いてあるので実際に書いてみました。
NH4Cl→NH4+ + Cl- とアンモニウムイオンを生じ
そのアンモニウムイオンは
NH4+ + H2O⇔NH3　+　H3O+　オキソニウムイオンを生じた。
あぁ、オキソニウムイオン＝酸性ってことだったんだなぁ～って思いました。
けど、NH3アンモニアも生じていて・・・　そのアンモニアの加水分解、
NH3+H2O⇔NH4+ + OH- ・・・あれ？塩基ができた??

けど、またアンモニウムイオンができた・・・
NH4+ + H2O⇔NH3　+　H3O+　・・・オキソニウムイオンができた

またアンモニアができた・・・・・・・・・・　とエンドレスな気がしてしまいました。この式とか考え方、まちがってますよね・・・？実際どうなっているのでしょうか？　オキソニウムイオン、OH-　酸も塩基も生じているような気がして、なのになぜ酸なのか？　アンモニアの加水分解までは考えるなってことなのか？けど、アンモニアが生じた以上、加水分解が起こる可能性だってあるのに・・・。　って思ってしまいました。
回答よろしくお願いします。

w-palace · Accepted Answer

無限ループではなく化学平衡ですね。
NH3 + H2O ⇔ NH4+ + OH-
の化学平衡は左に偏っています。NH3は弱塩基だからです。（正しくは平衡が左に偏っているから弱塩基ということになりますが）

それに対して、
HCl + H2O ⇔ Cl- + H3O+
の化学平衡は右に偏っています。塩酸が強酸だからです。

結果的に、NH3とHClが同濃度（つまり塩になっている、あるいは中和されている）の場合にはH3O+がOH-よりも多くなるので、溶液は酸性になります。

ht1914 · Answer

Ａ→Ｂの変化とＢ→Ａの変化の両方が起こりうる場合についての混乱ですね。１つの物体について考えた場合は「行ったり、来たり」という往復運動です。これを無限ループと感じたのでしょう。たくさんの粒子の場合でも揃った運動をしている場合だとやはり「行ったり、来たり」のイメージになります。でもたくさんの粒子が互いに無関係に運動している場合はどこかでバランスします。それを平衡といいます。元々は秤の釣合に対しての言葉だと思います。

半分ほど水の入ったコップがあるとします。水の表面からは水の分子が飛び出してきます。コップにはふたをしておきます。飛び出した水の分子は水面とふたの間の空間を飛び回ります。あちこちで衝突を繰り返しているうちにまた水面に戻ってくるでしょう。ある分子は飛び出していきますが別の分子は戻ってきます。たくさんの分子が互いに無関係に出たり入ったりしていますがどこかでバランスします。このバランスは温度によって決まります。温度が高いと飛び回っている分子の数が多いところでバランスが成立します。バランスが成立したとき、出て行く水の分子の数と水に戻ってくる分子の数が等しくなっています。この時の気体の圧力を飽和蒸気圧といいます。
この様な平衡を「動的な平衡」といいます。個々の分子の運動は続いているのに全体としては釣り合っているという意味です。化学反応での釣り合い（化学平衡）も「動的な平衡」です。
無限ループだと思って行き詰まってしまったのは「平衡＝静止」というイメージがあったからではないでしょうか。
ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ→ＮＨ４＋＋ＯＨ－
ＮＨ４＋＋Ｈ２Ｏ→ＮＨ３＋Ｈ３Ｏ＋
この変化は絶えず起こっています。あるＮＨ３分子はＮＨ４＋イオンに変わります。別のところのＮＨ４＋はＮＨ３に戻ります。でも全体としてはある割合のところでバランスします。バランスが成立してもこの行ったり来たりは続いています。酸性やアルカリ性の強さはこのバランスした性質を見ています。

tomoyaok · Answer

＞NH4+ + H2O⇔NH3　+　H3O+　オキソニウムイオンを生じた。
あぁ、オキソニウムイオン＝酸性ってことだったんだなぁ～って」
思ったところで止まって下さい。なぜなら平衡だからです。
ということは、酸性ってことだったんだなぁ。

w-palace · Answer

補足します。化学平衡では右方向の反応と左方向の反応の速度が同じになっていますが、反応速度は反応物の濃度に比例しますので、右向きの反応が進むと左辺の物質が減少し右向きの反応の速度は減少しますが、同時に右辺の物質が増加し左向きの反応の速度が速くなります。
結果的にある程度反応が進んだ段階で両方向の反応速度が等しくなり、化学平衡になります。その状態では、見かけ上の変化はありません（つまり無限ループにはなりません）が、個々の分子やイオンに注目すれば、右方向の反応に組み込まれたり、左方向の反応に組み込まれたりします。
すなわち、個々の分子やイオンに注目すれば「無限ループ」と言えなくもありませんが、全体としてみると化学平衡に達した時点で見かけ上の変化（濃度などの変化）はなくなります。

塩の加水分解は無限ループ？

無限ループではなく化学平衡ですね。

Ａ→Ｂの変化とＢ→Ａの変化の両方が起こりうる場合についての混乱ですね。

＞NH4+ + H2O⇔NH3 + H3O+ オキソニウムイオンを生じた。

補足します。

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