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過塩素酸と硫酸は酸としてどちらが強いのでしょうか?そもそも酸の強さとはなんのことなのでしょうか。25℃の無限希薄溶液中での電離度や酸解離指数のことでしょうか?

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A 回答 (2件)

#1のお答え通り、酸の「強度」はpKaで比較するのが一般的です。

おっしゃる通り無限希釈時が望ましい。
ただ、wikipediaは「入門」の意味しか無く、あきれた大嘘が書いてある事が多い。そのため一応の知識を得たら、英文wikipediaを読んでください。それが読めないなら「役立たず」です。なぜ英文wikipediaが良いかと言うと、和文はメタwikiを校閲する人数が少な過ぎ、時には他の専門家が誰も読まない。英文wikipediaの方は専門家の「査読者」が時には数十倍居て、この例などは微かな誤解も十字砲火を浴びてしまう。
また英文wikipediaを信じてもいけません。ググってみれば前後に「大学の教科書」が何十頁も引用してあります。
なお、過塩素酸が非常に良く現われるのは、陰イオンとして使い易いからだと思います。過塩素酸イオンは陰イオンがたった一つ、さらに完全に正四面体構造で、X線構造解析に非常に便利、だが爆発性があるので、化学屋は余り使いたくない。硫酸イオンも正四面体なのですが陰イオンが二つあるため結晶構造がややこしい、ただし爆発性は無い、でも非常に使いづらい。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。やはりpKaで測るのがよいのですね。言語間でデジタルディバイドがある以上、私も日本語wikiは信用していません(英語wikiも参考程度にしか見ていませんが)。過塩素酸はX線解析に用いられるのですね、知りませんでした。いろいろ補足知識をつけてくださりありがとうございました。

お礼日時:2015/12/04 01:26

酸の強さを比べる指標の一つにpKaがありますし、


pKaで比べるのが、一般的です。
pKaで判断すると、過塩素酸の方が強い酸であることがわかります。
pKaに関する詳しい説明や過塩素酸、硫酸のpKaの値はWikipediaを参照してください。

https://ja.wikipedia.org/wiki/酸解離定数
https://ja.wikipedia.org/wiki/過塩素酸
https://ja.wikipedia.org/wiki/硫酸
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この回答へのお礼

pKaを用いるのが一般的なのですね。ありがとうございます。

お礼日時:2015/12/04 01:27

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Q塩素酸の酸としての強さ

過塩素酸>塩素酸>亜塩素酸>次亜塩素酸
なぜこの順に酸として強いのでしょうか?
この順に塩素の酸化数が大きいというのは分かるのですが。
化学は大学で専攻しています。
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

塩素の酸素酸の4種をあげられていますが、これらは酸素の数が多くなるほど酸として強くなります。これらの酸性度の順序が、示されたようになるのは、相当するアニオンの構造を書いてみれば分かりやすいです。電子点式で書いてみてください。

 
  ・・ ・・ -  ・・ ・・ ・・ -
 :Cl:O: < :O:Cl:O: <
  ・・ ・・     ・・ ・・ ・・
  次亜塩素酸    亜塩素酸

(残りの二つは、ここでは、ずれてしまい書けませんので同様にして書いてください)


過塩素酸イオンでは,等電子構造をもった4個の酸素原子に負電荷が分散することができる。この効果は,酸素原子の電気陰性度の効果よりもはるかに大きいものと考えられています。
有機化合物にもこれと同じような例があります。

結論⇒共役塩基の大きな酸は、酸性度が大きい。

こんなところでいかがでしょう。

塩素の酸素酸の4種をあげられていますが、これらは酸素の数が多くなるほど酸として強くなります。これらの酸性度の順序が、示されたようになるのは、相当するアニオンの構造を書いてみれば分かりやすいです。電子点式で書いてみてください。

 
  ・・ ・・ -  ・・ ・・ ・・ -
 :Cl:O: < :O:Cl:O: <
  ・・ ・・     ・・ ・・ ・・
  次亜塩素酸    亜塩素...続きを読む

Qオキソ酸も酸性度の強さについて

僕の持っている問題集の解答の一角に、、、
オキソ酸の一般式『X(O)m(OH)n』において次のことが言える、と書いてありました。
(1)mの数が多いほど強酸
(2)中心原子Xの電気陰性度が強いほど強酸

資料集とかをあたったのですが両方ともまったく理由がわかりません、わかる方いませんか?

Aベストアンサー

すみません!!
質問をきちんと読んでいませんでした。
当たり前すぎる回答をしてしまい申し訳ありません。

共鳴安定化について
HClOの場合→ Cl-OH という結合になっています。
水素イオンがはずれた形を考えてると Cl-O- です。
HClO2の場合→ O=Cl-OHという結合で、水素イオンがはずれた形はO=Cl-O- です。
亜塩素酸イオンの負の電荷は左の酸素といったりきたり することができ、これが共鳴安定化です。
つまり、
-O-Cl=O ⇔ O=Cl-O-
これが更に酸素がふえて塩素酸になると、いったりきたりすることができる酸素が増えるということになり、より安定化されます。
共鳴安定化によって、酸性が強くなるのは、
物質は安定な状態にあろうとします。
ある酸HAがあると仮定。
水素イオンがはずれて生成するイオンA-が不安定であれば、水素イオンが結合してHAの状態に戻ります。
逆に水素イオンがはずれて生成するイオンA-が安定であれば、安定なA-の状態のままでいて、水素イオンははずれたままです。
酸性が強いというのは、水素イオン濃度が高いということです。
水素イオンがはずれて生成するイオンが安定であれば、水素イオンははずれたままなので、水素イオン濃度は高くなります。
したがって、安定化されると酸性が強くなります

すみません!!
質問をきちんと読んでいませんでした。
当たり前すぎる回答をしてしまい申し訳ありません。

共鳴安定化について
HClOの場合→ Cl-OH という結合になっています。
水素イオンがはずれた形を考えてると Cl-O- です。
HClO2の場合→ O=Cl-OHという結合で、水素イオンがはずれた形はO=Cl-O- です。
亜塩素酸イオンの負の電荷は左の酸素といったりきたり することができ、これが共鳴安定化です。
つまり、
-O-Cl=O ⇔ O=Cl-O-
これが更に酸素がふえて塩素酸になると、いったりきた...続きを読む

Q水平化効果とは??

ブレンステッド理論での、“水平化効果”とはどのようなものなのでしょうか?
教科書を読んでも、ごちゃごちゃしてて分かりにくい説明なので困ってます。

どなたか、分かる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

水平化効果をすんごくわかりやすく言い切ってしまえば,

『単体ではどんなに強い酸でも,水に溶かすと酸性度が弱まってしまうこと』

です.でも,これじゃああまりに不親切なので,その根拠を説明します.
ただし,私自身もそれほどよく理解していないので,説明がわかりにくいかもしれませんが,ご了承ください.

--------------------------------------------------
◆ブレンステッドの定義のおさらい

まず,ブレンステッドの酸,塩基の定義をおさらいしますと,

酸:プロトンH+を相手に与えることができる物質(HCl,H3O+,CH3COOHなど)
塩基:プロトンH+を相手から受け取ることができる物質(Cl-,OH-,CH3COO-など)

でしたね.ところで,中学や高校では,HClは強酸,CH3COOHは弱酸と習いました.
じゃあ,この「酸の強弱」とは何なのか?それは,「プロトンを与える能力の大きさ」のことです.水溶液においては,それは「H2OにH+を与える能力が大きいかどうか」に相当します.

ところが!ものごとには基準というものがあって然りです.つまり,「酸が強い」というのは,「何を基準に強いのか?」がわからなければダメですよね.例えば,A君が「俺はテニスが強いんだ!」っていっても,どれほど強いのかわかりませんね.「B君よりも強いんだ」とか,「○○大会で優勝したんだ」とか言ってもらわないとお話になりません.

話がちょっとそれちゃいましたが,「酸の強さの基準」に相当するもの,それはH3O+なんです.
←H3O+も酸の一種ですよ.(だって,プロトンH+を相手に上げる能力をもっているでしょ!).

だから,HClが強酸というのは,「HClはH3O+よりも酸性度が強い」ということであり,CH3COOHが弱酸というのは,「CH3COOHはH3O+よりも酸性度が弱い」ということです.
(つまり,酸性度の強さは,HCl>H3O+>CH3COOHとなりますが,なぜこうなるかについては説明が難しいので省略します)


◆水溶液中での酸のふるまい

では,実際に水溶液中における強酸,弱酸の酸解離平衡を考えてみましょう.
ただし,以下では「プロトンの授受」を強調するため,H+ではなくH3O+を用います.

(1)HCl + H2O <--> Cl- + H3O+
(2)CH3COOH + H2O <--> CH3COO- + H3O+

すると,どういうことがいえるでしょうか?

(1)の水溶液はほぼ100%電離して,水溶液中に含まれる「酸」はH3O+だけである
(2)の水溶液はほとんど電離しないので,水溶液中に含まれる「酸」はCH3COOH(少量)とH3O+(多量)の両方がある.

ここで,(1)に注目します.これは,
「HCl単体では(H3O+よりも)強い酸なのに,水に溶かすとHClはすべてH3O+に取って代わられてしまう」
=「水溶液中に含まれる酸はH3O+のみである」
=「“HCl水溶液”の酸性度は,HClではなくてH3O+である!」
であることに他なりません!

長々となってしまいましたが,以上の理論と冒頭の定義をミックスしますと,

『どんなにH3O+よりも強い酸でも,水に溶かすと酸性はH3O+に弱められてしまう』

これが水平化効果の定義です.


◆水平化効果の例を挙げてみると・・・?

上の説明だけじゃぁイメージがつかみにくいと思うので,次のような例を考えましょう.
Aという物質をHClという強酸で反応させたい,つまり
HCl + A --> Cl- + HA
という反応を起こしたいとします.このときAという物質は,HClほどの酸性を持った物質とは反応するが,それ以下の酸性度のものでは反応しないものだとします.

すると,HCl単体とA同士は反応しますが,HClを水に溶かした塩酸とAは反応しないことになります.なぜなら,HClを水に溶かすと,
HCl + H2O --> Cl- + H3O+
となり,塩酸の酸性度はHClではなくてH3O+となって,酸性度がHClよりも弱まってしまうからです.

-------------------------------------------------
こんな説明でわかっていただけたでしょうか?
もしここがわかりにくいなどの意見がございましたら,折り返し補足をお願いいたします.

水平化効果をすんごくわかりやすく言い切ってしまえば,

『単体ではどんなに強い酸でも,水に溶かすと酸性度が弱まってしまうこと』

です.でも,これじゃああまりに不親切なので,その根拠を説明します.
ただし,私自身もそれほどよく理解していないので,説明がわかりにくいかもしれませんが,ご了承ください.

--------------------------------------------------
◆ブレンステッドの定義のおさらい

まず,ブレンステッドの酸,塩基の定義をおさらいしますと,

酸:プロトンH+を相手に与える...続きを読む

Q酵素について教えてください。

酵素反応の阻害実験を行い、リン酸緩衝液3ml、NADH2(3.5もl/l)「1.0ml、ウシ心臓由来LDH 
以上の混合液にピルビン酸とシュウ酸を加えた時の阻害反応も観察しました。ここでわからないことがあるのですが、ピルビン酸とシュウ酸の阻害反応は、競争阻害でしょうか?非競争阻害でしょうか?おしえてください。おねがいします。

Aベストアンサー

シュウ酸はLDHの代表的な競争阻害剤です。
しかし、この質問はおかしいですよ。シュウ酸によるLDH阻害反応を観察する実験を行ったということですから、その実験にはそれなりの目的があったはずです。
通常、こういった実験では阻害剤の濃度を0(つまり阻害剤なしの状態)から段階を踏みなが振っていき、酵素反応の変化を観察するものです。そしてその結果を解析することでその阻害剤の働き、強さなどを評価し、考察するのです。その結果、この物質はこの酵素反応に対して競争的に阻害している、といった結果が得られるのです。学生実験等では結果のわかっている代表的なものを題材に実験するのはありがちなことですが、それにしてもその実験の目的にあったやりかた考察の仕方をするべきです。
ちなみにシュウ酸とピルビン酸の構造を絵で書いてみるとよくわかりますが、末端が-OHか-CH3かの違いでそれ以外の部分は同じです。基質(ピルビン酸)のアナログとして働いているのですね。ここが-NH2になったオギザミン酸も同じようにLDHの阻害剤として働きます。

Q安定性が第三級>第二級>第一級になるのは何故?

学校の課題で、安定性がこのようになるのは何故なのか説明しなければいけないのですが、教科書(「パイン有機化学I」p202)を読んでもよくわかりません。

超共役や誘起効果が関わると思うのですが、それをどのように理解したら「第三級>第二級>第一級」と安定性が説明できるんでしょうか??

わかりやすいHPなどでも結構です。
急ですが、明日中にお願いします。

Aベストアンサー

カルボカチオンの安定性の話ですね。
単純化すれば、アルキル基が電子供与性の誘起効果を示すために、それが正電荷を持つ炭素に多く結合しているほどカルボカチオンの正電荷を中和されるために、安定化されるということです。
そのために、アルキル基の数が多いほどカルボカチオンが安定であり、それを言い換えると「カルボカチオンの安定性は、第三級>第二級>第一級である」ということになるわけです。

アルキル基が電子供与性を示す理由として用いられるのが超共役の考え方です。
すなわち、通常の共鳴においては、単結合が切れたような構造は考えませんが、超共役というのは、C-H結合の切れた構造を含む共鳴のようなものと考えればわかりやすいと思います。
図はパインの教科書にも書かれていると思いますが、C-H結合が切れた構造においては、形式的に、その結合に使われていた電子対が、正電荷を持っていた炭素原子に移動して、その正電荷を中和しています。その結果、正電荷は、切れたC-H結合を有していた炭素上に移動します。このことは、共鳴の考え方によれば、超共役によって、正電荷が分散した(非局在化した)ということになり、安定化要因になります。

要するに、超共役というのは、単結合の切れたような構造を含む共鳴のようなものであり、その構造がカルボカチオンの正電荷を非局在化させ、安定化に寄与するということです。正電荷を持つ炭素に結合しているアルキル基の数が多いほど、上述の超共役が起こりやすくなり、カルボカチオンが安定化されるということです。

カルボカチオンの安定性の話ですね。
単純化すれば、アルキル基が電子供与性の誘起効果を示すために、それが正電荷を持つ炭素に多く結合しているほどカルボカチオンの正電荷を中和されるために、安定化されるということです。
そのために、アルキル基の数が多いほどカルボカチオンが安定であり、それを言い換えると「カルボカチオンの安定性は、第三級>第二級>第一級である」ということになるわけです。

アルキル基が電子供与性を示す理由として用いられるのが超共役の考え方です。
すなわち、通常の共鳴...続きを読む

Qカルボカチオンの安定性

一級カルボカチオンは、二級、三級に比べて不安定ですが、一級でも安定なカルボカチオンがあるそうなんです、それはどういったものなんでしょうか?
なぜ安定になるのか説明もしてくださると大変うれしいです。

Aベストアンサー

おそらくアリルカチオンではないでしょうか。

CH2=CH-CH2-というアリル基を持つアリルカチオンCH2=CH-+CH2は、+CH2-CH=CH2との共鳴があるので安定です。これらの原子は全て同一平面上にあります。これら3つの炭素原子は全てsp2混成していて、分子平面に対し垂直なp軌道を持っています(普通のアルケンと同じような軌道です)。カルボカチオンの空いたp軌道が二重結合のπ軌道と重なることで安定します。

アリルカチオンは簡単な第1級アルキルカチオンよりも安定で、その相対的安定性は第2級アルキルカチオンに匹敵するそうです。

ちなみにアリルアニオン、アリルラジカルも同様の理由で安定です。

Q炭酸ナトリウムを水に溶かした時の最大Phは?

炭酸ナトリウムを入浴剤用に購入しようと思い、その安全性について調べているのですが、もし、出来るだけ多くの炭酸ナトリウムを水に溶かした時に、その水溶液のPhはどのくらいになるのでしょうか?

ちなみに私は化学はまるで素人なので、出来ましたら、計算式等と共に教えていただけると幸いです。

Aベストアンサー

 なんでこう、化学に関して素人だと仰る方の質問に対して、数値が知
りたいという問いにちゃんと計算して応えることの出来ない人がこうも
多いんだろうね? 迷惑だよ。

 私が所望の計算を致します。他の方々のコメントがなくても済むよう
にお答えしますね。必要な知識は、高校の化学の教科書や参考書にある
平衡定数の考え方です。
 炭酸ナトリウム水溶液の濃度が仮に 0.1 mol/L(=10.6 g/L)である
として、その pH を計算してみます。考え方は、参考 URL にある「酢酸
ナトリウム水溶液の加水分解」と同じです。

 炭酸は2段階電離をしますが、その第2段階の電離定数を Ka、水のイ
オン積を Kw、炭酸水素イオンの電離の逆反応の平衡定数を K とします。
簡単な計算から、K = Kw/Ka であることが分かります。
 水溶液中で、炭酸ナトリウムはほぼ完全に電離し、生じた炭酸イオン
の一部が炭酸水素イオンに戻ろうとしますが、その割合を x とし、便宜
上 C = 0.1 (mol/L) と置くと、x が 1 より充分小さいという近似の下
で x = √(C/K) となります。
 水酸化物イオン濃度 [OH^-] の値が [OH^-] = Cx 、水素イオン濃度
[H^+] が [H^+] = Kw/[OH^-] ですから、以上を用いて
[H^+] = √(Ka・Kw/C)
...となります。さて、pH は常用対数 log を用いて
pH = log(1/[H^+])
と定義されますから、あとは数値を放り込んで計算するだけです。
 代入すべき数値は、
Ka = 4.7×10^{-11} (mol/L) ;炭酸の第2段階電離定数
Kw = 1.0×10^{-14} (mol^2/L^2) ;水のイオン積
...と上記の C = 0.1 (mol/L) です。これらを用いて、求める値は
pH = -1/2・log(Ka・Kw/C) = 11.7(有効数字3桁)
です。常温(25℃)での中性だと pH = 7.0 、人間の体液における
値の典型値が pH = 7.4 だから、かなり強い塩基性ですね。
 濃度を C = 0.001 mol/L(上記の 1/100)にすると、pH = 10.7
くらいになります。

 参考までに、白馬八方温泉の温泉水の値で、pH = 11.3 くらいだそう
です。かなり強いアルカリ性の温泉も存在します。
http://www.goryukan.jp/spa/index.html
 入浴剤として使う場合の注意としては、強アルカリ性の温泉に入浴す
るときの注意点と同じです。当該の温泉地に問い合わせてみては如何で
しょうか?

参考URL:http://www2.yamamura.ac.jp/chemistry/chapter3/lecture5/lect3052.html

 なんでこう、化学に関して素人だと仰る方の質問に対して、数値が知
りたいという問いにちゃんと計算して応えることの出来ない人がこうも
多いんだろうね? 迷惑だよ。

 私が所望の計算を致します。他の方々のコメントがなくても済むよう
にお答えしますね。必要な知識は、高校の化学の教科書や参考書にある
平衡定数の考え方です。
 炭酸ナトリウム水溶液の濃度が仮に 0.1 mol/L(=10.6 g/L)である
として、その pH を計算してみます。考え方は、参考 URL にある「酢酸
ナトリウム水溶液の加水分...続きを読む

QW/V%とは?

オキシドールの成分に 過酸化水素(H2O2)2.5~3.5W/V%含有と記載されています。W/V%の意味が分かりません。W%なら重量パーセント、V%なら体積パーセントだと思いますがW/V%はどのような割合を示すのでしょうか。どなたか教えていただけないでしょうか。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

w/v%とは、weight/volume%のことで、2.5~3.5w/v%とは、100ml中に2.5~3.5gの過酸化水素が含有されているということです。
つまり、全溶液100ml中に何gの薬液が溶けているか?
ということです。
w/v%のwはg(グラム)でvは100mlです。

Q酸の強さと酸化力について

酸の強さと酸化力について
塩酸は強酸だが酸化力はないと書いてありました。
つまり、酸の強さと酸化力は関係がないということですよね。

「酸の強さ」とは何によって定まるのかと思い調べたら

「pKaの値が・・・」と出てきましたが、化学Iの理論化学と無機化学が終わった段階なので
これはたぶん習っていません。
何によって酸の強さは決まるのですか?
また、これを習っていない場合、酸の強さは覚えるしかないのでしょうか?
出てくる酸は「塩酸」「硫酸」「硝酸」くらいですが。


酸化力について
これも何によって定まるのかが分かりません。
覚えるものなんでしょうか?

最後に・・・
酸の強さと酸化力について、違いを教えてください。

Aベストアンサー

酸の強さは、水素イオンの濃度の濃さです。pHなどでこれをあらわします。

酸化力とは反応物を酸化させる(電子を奪う)力があるものを表します。
酸化力のある酸というのは、水素イオンと対になっている部分のイオンに酸化力があるものを示します。
たとえば、塩酸であれば塩化物イオンCl-がそれに該当しますが、これは酸化反応を起こしません。(反応時に反応物から電子を奪わない。)なので、塩酸は酸ではある(水に溶かすと水素イオンを出す)が、酸化力はありません。
しかし、硝酸や熱濃硫酸の場合は、硝酸イオンなどが反応物を酸化させる(反応物から電子を奪う)い、なおかつ水溶液中で水素イオンを出すので、酸化力がある酸という表現を使います。

Q硫酸とギ酸

実験で濃硫酸とギ酸を混ぜたら発泡しました。硫酸でギ酸が酸化され、二酸化炭素が発生したのでしょうか? だとすると、ギ酸を酸化した硫酸は亜硫酸になるのでしょうか? 

Aベストアンサー

No2.の訂正です。
HCOOH → H2O+CO↑ です。ごめんなさい。
それと、URLは濃硫酸の脱水作用についてまとめたものでした。
んで、本当に書こうとしたところは、こちらです。
一酸化炭素の性質の所をよんでみて下さい。

参考URL:http://www.yamamura.ac.jp/chemistry/chapter4/lecture5/lect4052.html


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