酸（acid）について、超文系人間が調べてみた

　我々、文系の人間は漢字に引っ張られやすい傾向があり、「酸」と「酸化」などをごちゃ混ぜに考えがちではないでしょうか（もちろん、そうでない人もいるでしょうが）。

　「官能基」という言葉からはアダルトなイメージが湧きがちですが、英語だとfunctional group。英語にしたほうが、逆に理解しやすい場合もありました。
　ちなみに、官能基は有機化合物の性質を決める部分で、ヒドロキシ基「-OH 」、エーテル結合「-O-」 、カルボキシ基「-COOH」、エステル基「 -COO- 」など多数あるとのこと。


　「酸」と「酸化」についても、英語にしたほうが誤解がないように思います。
酸 acid　
酸化 oxdation　　※酸素　oxygen

　おやおや。全然違いますよね。ですから、次のことがいえます。

「酸は酸化剤」→×
「酸の効果は酸化作用による」→×

　また、それぞれでペアになる言葉も違います。

酸 acid⇔塩基 base、アルカリ alkali　〈関連用語：酸性、塩基性、アルカリ性〉
酸化 oxdation⇔ 還元 reduction 〈関連用語：酸化剤、還元剤〉

　今回は、超文系人間が酸について調べました。なお、ネット情報で学んだばかりなので、間違っている点も多々あると思います。ぜひ指摘してください。

酸　acid

　酸とは、「水に溶けると水素イオン（H+）ができる物質」、「水素イオンH+を与える物質」、「電子対を受け取る分子・イオン」というように説明されているようです。

　電子対は一組の電子で、同じ分子軌道を占めるが反対のスピンを持つ2つの電子から構成されています。詳しくは、以下のサイトを参照してください（5分では理解できなかったのですが、とても丁寧です）。

5分でわかる！電子式とは
https://www.try-it.jp/chapters-8873/sections-8997/lessons-9002/

　知り合いの理系人間によると、「酸とは〇〇」といった説明は、あくまでも便宜的なものとのこと。
　例えば、「水に溶けると水素イオン（H+）ができる物質」と説明していたが、あてはまらない現象が見つかって、「これは、もっと別の説明のほうがいいな……」ということになり、「水素イオンH+を与える物質」という説明が生まれるのだそうです。

　酸に含まれる水素原子のうち、水素イオンとして電離できる水素原子の数を「酸の価数」といい、価数に応じて１価の酸、２価の酸などと呼ぶそうです。

　酸の特徴は、以下の4つ。

１　酸味がある
２　マグネシウム、亜鉛などの金属と反応して水素を発生する
３　青色のリトマス紙を赤くする
４　塩基を中和する

塩基　base

　一般に、水溶液の中で解離して水酸化物イオン（ OH− 、水酸イオン）を出し、酸と中和して塩（陰イオンと陽イオンから成る化合物）ができる物質と説明されていました。言い換えると、「水素イオンH+を受け取る」「電子対を与える分子・イオン」。 

　塩基の中で水に溶けるものがアルカリで、水溶液が示す性質はアルカリ性。

　生じる水酸化物イオン、または受け取ることのできる水素イオンの数を「塩基の価数」といって、価数に応じて１価の塩基、２価の塩基などと呼んでいます。

　塩基の特徴は、以下の4つ。

１）苦みがある
２）手につけるとぬるぬるする
３）赤色のリトマス紙を青くする
４）酸を中和する


酸性・アルカリ性

■モル

　1mol（モル）とは、6.02×10の23乗 個の集団（ちなみに6.02×10の23乗 はアボガドロ数と呼ばれているとのこと）。
　6.02×10の23乗 というややこしい数になったのは、常温で固体なので扱いやすい炭素（C）が基準になったからのようです。

　ここで、炭素12ｇに含まれている炭素原子の数の計算をします（なぜ12ｇかは不明）。
　炭素原子の1個の質量は、約2.0×10のマイナス23乗とのこと。


炭素原子の数
＝炭素の質量÷炭素原子の1個の質量
＝12ｇ÷（約2.0×10のマイナス23乗）
＝6.02×10の23乗（アボガドロ数）

　どんな物質にもアボガドロ数の個数の粒子が含まれているので、1アボガドロ数を1mol（モル）という単位で表すようにしたとのこと。
　逆をいえば、1molには1アボガドロ数の、5molには5アボガドロ数の粒子が含まれているわけです。

そして、molを単位として表した物質の量が、物質量（記号n）です。
物質量の概念を鉛筆の数え方で例えてみましょう。鉛筆は12本の集まりで1ダースと表現しますが、化学の世界では6.02×1023個の集まりを1molと表現します。
https://zukai-kikenbutu.com/buturikagaku/2-mol.html

■モル濃度

　モル濃度は、溶液に粒子が何mol（6.02×10の23乗 個）含まれているかを表しています。

■pH

　pH（水素イオン濃度を示す単位）は以下の式で求められます。
○pHが小さいほど水素イオン（H+)の濃度は高い
○pHが1減少すると水素イオン（H+)濃度は10倍になり、水酸化物イオン（ OH−）の濃度は10分の1になる
○pHが1増加すると水素イオン（H+)濃度は10分の1になり、水酸化物イオン（ OH−）の濃度は10倍になる



■酸性

　酸性とは、水溶液中の水素イオン（H+)が水酸化物イオン（ OH−）よりも多い状態。


■アルカリ性

　アルカリ性とは、水溶液中の水酸化物イオン（ OH−）が水素イオン（H+)よりも多い状態。


　いくつかの物質が、水溶液の中で水素イオン（H+)を渡したり受け取ったりして、中性になることが中和です。


■参考資料
東邦大学のサイト全般（お世話になっております）
トライイット　全般（お世話になっております）
https://ocw.hokudai.ac.jp/wp-content/uploads/2016/01/ScienceLiteracy1-2009-Text-12.pdf
https://www.nhk.or.jp/kokokoza/library/2020/tv/kagakukiso/archive/kagakukiso_19.pdf

 ※フリーランスの編集者・ライターである『クラナリ』編集人（バリバリの文系）は、腎臓に関する記事や書籍に携わる機会が多いため、それに関連していろいろと考察しています。素人考えですが。

Leave a Comment

Powered by Blogger.