7.2.1:Arrhenius Acids and Bases

Arrheniusモデルでは、酸は水に溶解すると解離してプロトン(H+)と負に帯電したイオン(陰イオン)を生成する化合物と定義される。 実際、裸の陽子（H+）は溶液中を歩き回ることはありません。 彼らは常に少なくとも一つ、そしてより可能性の高い複数の水分子と関連付けます。,127一般に、化学者はこの状況のために速記を使用し、aqueous液中のH+をヒドロニウムイオン（H3O+として示される）またはさらに単にH+として指すが、これは短い手であることを忘れないでください。, アレニウス酸反応の例は、次のとおりです。

HCl(g)+H2O≤H3O+(aq)+Cl–(aq)

または、より簡単に（そして元の理論に忠実）：

HCl(g)≤H+(aq)+Cl–(aq)Or Hcl(aq)

しかし、Hcl分子は単一の水分子と相互作用するのではなく、溶媒として水と相互作用するため、これは実際の状況を示すための非常に奇妙な方法です。 塩化水素（HCl）ガスが水に溶解すると、それはH+（aq）およびCl–（aq）にほぼ完全に解離する。, すべての意図および目的のために、溶液中にＨｃｌ分子は存在しない。 HClの水溶液は塩酸として知られており、これはそれをガス、塩化水素と区別する。 この完全な解離は強酸の特徴ですが、すべての酸が強いわけではありません！

アレニウス塩基は、水に溶解したときに水酸化物（–OH）イオンを生成する化合物として定義されます。, アレニウス塩基の最も一般的な例は、水酸化ナトリウムのようなグループI（アルカリ金属）水酸化物である：

NaOH(s)+H2O≤Na+(aq)+–OH(aq)またはNaOH(aq)

これはNaOHと液体の水の両方を含む反応系である。 水酸化ナトリウムの溶液を形成するプロセスは、塩化ナトリウム（NaCl）と水との相互作用に関与するプロセスと同じであり、イオン（Na+および–OH）は分離し、水分子によって溶媒和される（囲まれる）。,

我々はすぐに見るように、いくつかの酸（および塩基）は完全にイオン化しません;彼らは水に溶解するとき、酸分子の一部はそのまま残 これが起こるとき、我々は、反応が可逆的であり、反応物および生成物の両方が同じ反応混合物中に存在することを示すために、双頭の矢印γを使用する。 次の章では、反応の持続時間と方向についてもっと多くのことを言うことができます。 今のところ、酸–塩基反応（実際にはすべての反応）は分子レベルで可逆的であることを理解すれば十分です。, しかしながら、単純なアレニウス酸および塩基の場合、反応はほぼ独占的に右に進行すると仮定することができる。

アレニウス酸–塩基反応は、溶解した（水性）酸と溶解した（水性）塩基が混合されたときに起こります。 このような反応の生成物は、通常、塩プラス水であると言われ、反応はしばしば中和反応と呼ばれる：酸は塩基を中和し、その逆もまた同様である。, 式は次のように書くことができます：

HCl（aq）+NaOH（aq）≤H2O（l）+NaCl（aq）

反応がこの分子形態で書かれているとき、実際に何が起こっている, 関係するすべての種を示すように式を書き直し、HClおよびNaOH分子の数が等しいと仮定すると、

H+（aq）+Cl–（aq）+Na+（aq）+–OH（aq）≤H2O（l）+Na+（aq）+Cl–（aq）Na+（aq）およびCl–（aq）

方程式の両側に表示されます;それらは変更されず、反応しません（反応に関与しないため、観客イオンと呼ばれることがよくあります）。, 起こる唯一の実際の反応は水の形成である：H+（aq）+-OH（aq）≤H2O（l）

水の形成（塩の形成ではない）は、アレニウス酸–塩基反応の署名である。 塩酸（HCl）、硫酸（H2SO4）、硝酸（HNO3）を含む多くの一般的な強酸は、NaOHまたはKOH（強酸と同様に水中で完全に解離する）などの強塩基と反応して水を生成する。,

このような酸–塩基反応は常に発熱性であり、温度変化を測定し、反応に対応するエンタルピー変化（ΔH）を計算することができます。 どの強酸または強塩基を選択しても、エンタルピー変化は常に同じです（約58kJ/molのH2Oが生成されます）。, これは、強酸と強塩基の溶液中で起こる唯一の一貫した純反応が次のとおりであるためです。

H+(aq)+–OH(aq)≤H2O(l)

全体的な反応は、プロトン(H+)と水酸化物の酸素(–OH)との間に新しい結合が形成されることを含むことである。）正の電荷を持つものが負に帯電した種に引き付けられる（そして結合する）ことは理にかなっています（ただし、Na+とCl-が結合してaqueous液中で塩化ナトリウム固体を形成しない理由を思い出す必要があります。,）結合が形成されるかどうかは、系の正確な性質、およびその変化に関連するエンタルピーおよびエントロピー変化に依存する。 このアイデアには、第8章の後半で戻ります。

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