ブレンステッド・ローリーの酸塩基理論

アレニウス酸は水に溶かすと水素イオンを生成する物質で、アレニウス塩基はOH−(水酸化物)イオンを生成する物質です。

塩酸は、水に溶解すると水素イオンと塩化物イオンに解離するため、アレニウス酸です。水酸化ナトリウムは、水に溶解するとナトリウムイオンと水酸化物イオンに解離するため、アレニウス塩基です。

ただし、この定義は、水溶液中にない酸や塩基、または水酸化物イオンを含まない塩基を説明するために使用することはできません。

ブレンステッドとローリーによるより広い定義では、酸は水素イオンまたはプロトン供与体と定義され、塩基はプロトン受容体と定義されています。

塩酸を水に溶かすと、水にプロトンが供与されて酸として働き、ヒドロニウムイオンと塩化物イオンが生成されます。アンモニアを水に溶かすと、塩基として働き、水からプロトンを受け入れ、アンモニウムイオンと水酸化物イオンを生成します。

ブレンステッド・ローリー酸は常にブレンステッド・ローリー塩基と反応し、その逆も同様です。酸、例えば酢酸がプロトンを提供するとき、水は塩基として働き、プロトンを受け入れます。酢酸は共役塩基、酢酸塩に変換され、水は共役酸、ヒドロニウムイオンに変換されます。

プロトンの移動により互いに異なる酸と塩基は、共役酸-塩基対と呼ばれます。逆反応では、共役酸であるヒドロニウムがプロトン供与体として作用し、共役塩基である酢酸がプロトンを受け入れます。

酸の強度はプロトンを提供する能力によって決定され、塩基の強度はプロトンを受け入れる能力によって決定されます。強い酸は、弱い酸よりもプロトンを提供する可能性が高くなります。同様に、より強い塩基は、弱い塩基よりも陽子を受け入れる可能性が高くなります。

酸の強度とその共役塩基は反比例します。強酸は溶液中で完全に解離し、結果として生じる共役塩基は弱すぎてプロトンを受け入れることができません。強塩基とその共役酸の場合も同様です。

一方、弱酸は溶液中で部分的に解離します。弱酸の共役塩基も比較的弱いです。したがって、未解離の弱酸とその弱共役塩基の混合物は平衡状態で存在します。弱塩基とその弱共役酸の場合も同じ現象が起こります。