【短期攻略】高校化学、強酸・強塩基の最速マスター講座｜熊本の学習塾ブレイクスルー・アカデミー
こんにちは。熊本の勉強戦略コンサルティング指導塾、ブレイクスルー・アカデミー代表の安東正治です。
今日のテーマは高校化学。強酸・強塩基について”のみ”を抜粋して解説しています。この動画6分と記事内容だけに集中して下さい。そして今日この6分＋αの時間で強酸・強塩基を覚えてしまいましょう！
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Contents
熊本の塾長が教える化学・電離度
それでは強酸・強塩基の話を始める前に、そもそもこの「強」とか「弱」とかって何のことなの！？という点から説明したいと思います。
これら酸や塩基の強さを考える時に指標になるのが、タイトルにも挙げた「電離度」です。電離度というと難しく聞こえますが、これは水の中で「離れて電荷を持つ(イオン化する)」ことから来ている言葉です。電荷とはプラスに帯電した、マイナスに帯電したという時の、プラスやマイナスのこと。つまり電離度とは「イオン化する度合い」のことです。
原子や分子というのは常に電気的に安定した状態にあるわけではありません。K殻L殻M殻N殻・・・と名付けられた電子殻に電子がいくつか入っているのが原子の構造でしたが、この殻の中で最も外側にある最外電子殻の席が全て電子で埋まっているというのが、原子的に安定なわけです。ちなみにK殻の席は2席、L殻の席は8席、M殻の席は18席、、、という風に席数が決まっており、かつM殻は1度8席埋まるとその次からは9席目以降に入るのではなく、1度外側のN殻に入っていくという変わったルールもあります。
最外電子殻が満席である元素を希ガス元素と言いますが、希ガス元素以外の原子は、最外電子殻に電子の欠け(空席)があったり、逆に最外電子殻に1個や2個という半端な数の電子が入っている、非常に不安定な状態にあると言えます。なぜなら原子核内の陽子の数と、電子殻にある電子の数は基本的に同じ数になるようになっているからです。陽子の電荷はプラス、電子の数はマイナス、個数が同じであれば電気的にプラスマイナス0になります。
しかし電気的に0であることと、構造的に安定かどうかは違う話なので、構造的に安定に向かおうとする原子は
①最外電子殻に電子の空席がある原子の場合
→最外電子殻の空席を埋めようとして他から電子を取り込む
→個数的に「電子＞陽子」になるのでマイナスに帯電
→電荷がマイナスへ
②最外電子殻に1個2個の半端な電子がある原子の場合
→最外電子殻にある1個2個の半端な電子を手放す
→個数的に「陽子＞電子」になるのでプラスに帯電
→電荷がプラスへ
変化することになるわけです。
でも今度は電荷を帯びていることが気になる彼らは次の手段を取ります。なんとプラスはマイナスを探し、マイナスはプラスを探すことでお互いを相殺し合い電荷的に0になろうとするわけです。都合としては「電子が欲しいマイナス」と「電子を手放したいプラス」ですから、ニーズはマッチしています。これで電気的にも0になり、かつ構造的に安定することになります。
こうやって原子がくっついて分子になるのは良いのですが、これが水に溶けることで再度分かれてしまいます。せっかくお互いのプラス・マイナスを相殺し合って電荷がゼロになったのに、水に溶けたことでまたプラスとマイナスに分かれてしまうんですね。この分かれてしまう度合いが大きいものが、電離度が大きい強酸・強塩基ということになります。電離度はα(アルファ)で表現されますので、α=1に近いものが強酸・強塩基ということです。
熊本の塾長が教える化学・強酸
では強酸は具体的にどれなのか。強酸は以下の3つを覚えたら終了です。それ以外は全て弱酸として構いません。というか強酸の3つだけ覚えて、それ以外が出てきたら弱酸なので、弱酸は覚えなくてもいいですね。
HCl (塩酸)
H2SO4 (硫酸、りゅうさん)
HNO3 (硝酸、しょうさん)
これらが水に溶けると、これらの分子はほぼ全てが電離して、H+とCl-、2つのH+と1つのSO4^2-、H+とNO3-に分かれてしまうということです。
熊本の塾長が教える化学・強塩基
次に強塩基を覚えていきましょう。覚えるべき強塩基は4つ。その他は覚えなくていいです。他のが出てきても弱塩基だと思えばいいからです。
NaOH (水酸化ナトリウム)
KOH (水酸化カリウム)
Ba(OH)2 (水酸化バリウム)
Ca(OH)2 (水酸化カルシウム)
ここでちょっと頑張ってくれと言うならば、BaとCaの場合にはOHが2つくっ付くよってことくらいです。ここだけ覚えようと思って下さい。
「いやいや、安東先生。4つ覚えること自体がキツイんですが！」というあなた！大丈夫です。次の言葉を思い出して下さい。「泣くバカ」です。泣くバカ！？ひどい！って先走らないで下さいね(笑)これは覚え方ですからね？Na,K,Ba,Caに対して「Naな、Kく、Baば、Caか」と当てただけです。そう、この「泣くバカ」さえ覚えればおしまいなんです！
熊本の塾長が教える化学・価数
さぁこれで強酸3つに強塩基4つを覚えました。あともう一踏ん張りです。何があと必要なのかというと、「価数」の見方です。価数というのは「Hをいくつ持ってますか？」「OHをいくつ持ってますか？」という個数のことです。これはしかし、化学式さえ正確に書ければ見てすぐに分かりますね。だからBaとCaの時に念を押したのです。
では価数を下のもので確認して下さい。ちなみに価数はnで表します。
HCl (塩酸) → n=1
H2SO4 (硫酸りゅうさん) → n=2
HNO3 (硝酸しょうさん) → n=1
NaOH (水酸化ナトリウム) → n=1
KOH (水酸化カリウム) → n=1
Ba(OH)2 (水酸化バリウム) → n=2
Ca(OH)2 (水酸化カルシウム) → n=2
熊本の塾長が教える化学・この先
ここまでの内容はよろしかったでしょうか。実はこの何が強酸で何が弱酸か、何が強塩基で何が弱塩基かっていう内容がこんがらがっていると、この先の議論が非常に見えにくくなります。出てきた物質が強酸か弱酸かが分かれば、その文脈はすんなり理解できてしまう、なんてこともあるわけです。
また価数に関しても、今後どういう分野や問題に絡んでくるかと言うと、pHを求めたり中和滴定のところで絡んできたりします。pHはまだlogで瞬殺という方の中にも、中和滴定で「うえっ(汗)」と拒否反応を示す方がいらっしゃるかも知れません。中和滴定は一見難しそうなんですが、それも慣れるまでなんです。価数の考え方が明確に理解できていれば、酸から出てくるH+と塩基から出てくるOH-の個数を揃えるだけなので、すんなり解けるようになります。あとは中和滴定では公式にこだわりすぎないことが重要です。これはまた別の機会に詳しくお教えしましょう。
まとめ
今回のテーマは強酸・強塩基を覚えるというものでした。いくつか注意点はありましたが、動画の6分だけでも十分覚えられたのではないでしょうか。あとは価数の考え方を今後のpHや中和滴定の計算で活用しながら、身に付けて下さいね。
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