高校化学の酸と塩基

ブレンステッドとローリーの方の定義の説明の式にNH3+HCl→NH4Clという式がありました。
説明に、NH3が水素イオンを受け取り、HClが水素イオンを与えているようなことが書いてありました。
アンモニアが塩基、塩化水素が酸というのはもう覚えてしまっているのでそれは分かるのですが、この例の式だとアンモニアが水素イオン三つを塩化水素に渡すようにも受け取れませんか？
右辺の物質が一個のとき、なぜ左辺のどちらが水素イオンを渡したもしくは受け取ったのかが分かるのかが謎です。
どなたか教えてください。

No.2 回答者： EZWAY 回答日時： 2025/04/11 12:21

NH4Clを水に溶かせばNH4+とCl-に分かれます。

また、アンモニウムイオンというも化学の基礎段階で出てきます。そういうことを知っていれば、その反応の解釈は明白です。

No.1 回答者： fadklsj 回答日時： 2025/04/11 11:14

ブレンステッド-ローリーの定義における NH3 + HCl → NH4Cl の式についてのご質問ですね。

アンモニアが水素イオン三つを塩化水素に渡すようにも受け取れませんか？

このご質問から、反応式を解釈する上で少し誤解があるように感じました。一つずつ丁寧に解説していきますね。

1. ブレンステッド-ローリーの定義の再確認

まず、ブレンステッド-ローリーの定義を改めて確認しましょう。

酸 (Acid): 水素イオン (H⁺) を 与える 物質 (プロトン供与体)

塩基 (Base): 水素イオン (H⁺) を 受け取る 物質 (プロトン受容体)

この定義は、水素イオン (プロトン) の やり取り に着目したものです。

2. 反応式 NH3 + HCl → NH4Cl の詳細な解説

反応式 NH3 + HCl → NH4Cl を詳しく見ていきましょう。

反応前:

NH3 (アンモニア): 窒素原子 (N) に3つの水素原子 (H) が結合した分子です。

HCl (塩化水素): 水素原子 (H) と塩素原子 (Cl) が結合した分子です。

反応後:

NH4Cl (塩化アンモニウム): アンモニウムイオン (NH₄⁺) と塩化物イオン (Cl⁻) がイオン結合した化合物です。

反応の過程:

この反応では、塩化水素 (HCl) が水素イオン (H⁺) をアンモニア (NH3) に与えます。

HCl → H⁺ + Cl⁻ (HCl は H⁺ を 与える ＝ 酸)

NH₃ + H⁺ → NH₄⁺ (NH₃ は H⁺ を 受け取る ＝ 塩基)

結果として、アンモニウムイオン (NH₄⁺) と塩化物イオン (Cl⁻) が生成し、イオン結合によって塩化アンモニウム (NH₄Cl) となります。

なぜ NH3 が水素イオンを「3つ渡す」ように見えるのか？

アンモニアが水素イオン三つを塩化水素に渡すようにも受け取れませんか？

これは、NH3 の化学式に水素原子が3つ含まれていることからくる誤解かもしれません。しかし、ブレンステッド-ローリーの定義でやり取りされる水素イオンは 1つずつ です。

NH3 が受け取るのは、HCl から放出された 1つの水素イオン (H⁺) です。

NH3 は窒素原子 (N) が非共有電子対を持っており、この非共有電子対を使って水素イオン (H⁺) と結合し、NH₄⁺ イオンになります。

右辺が一つに見えることについて

右辺の NH4Cl は一つの物質に見えますが、イオン結合性の化合物であり、内部では アンモニウムイオン (NH₄⁺) と塩化物イオン (Cl⁻) に分かれて存在 しています。

反応は、HCl から H⁺ が NH3 に移動することで進行し、最終的に NH₄⁺ と Cl⁻ が結合した NH₄Cl が生成します。

まとめ

NH3 + HCl → NH4Cl の反応では、 HCl が水素イオン (H⁺) を NH3 に与えています。

HCl はブレンステッド酸、NH3 はブレンステッド塩基として働きます。

NH3 が受け取る水素イオンは 1つ です。NH3 の化学式中の水素原子の数とは関係ありません。

右辺の NH4Cl はイオン結合性化合物であり、NH₄⁺ と Cl⁻ が結合した状態です。

反応式の見方

反応式全体を見るのではなく、反応の前後で 各物質がどのように変化しているか に注目すると、水素イオンの移動方向が理解しやすくなります。

NH3 が NH4⁺ に変化: 水素イオン (H⁺) を 受け取った

HCl が Cl⁻ に変化: 水素イオン (H⁺) を 与えた

このように、反応前後の物質の変化を追うことで、反応式から酸と塩基の役割を正しく判断することができます。

ご不明な点は解消されましたでしょうか？他に疑問点があれば、お気軽にご質問ください。