Q42
中和とはどのようなことですか？

酸性（acid; acidic）、アルカリ性（alkaline;basic）とは水溶液の性質です。レモンのしぼり汁は酸性ですが、それはレモンに含まれるクエン酸（citricacid）(Q12 参照) のせいです。詳しい定義はあるのですが、このように水に溶かすと酸性を示すのが酸（acid）であると考えていいでしょう。強い酸は塩酸

食品などのｐH（HCl; hydrochloric acid）で、pH は 0 です。石け酸とは酢酸（CH3COOH; acetic acid）やクエン酸

ん水は弱いアルカリ性ですが、それは脂肪酸のナトリなどで、水に溶かすとプロトン（H+; proton）ができウム塩のせいで、塩基（base）といいます。強いアます。塩基とは苛性ソーダ（NaOH）やアンモニア

ルカリ性を示すのは苛性ソーダ（水酸化ナトリウム、（NH3）などで、水に溶かすと OH-（水酸化イオNaOH; sodium hydroxide）の水溶液で、pH はン、hydroxide ion）ができます。酸と塩基を同じ量14 です。水酸化ナトリウムは強い塩基です。このよう（等量）だけ加えた点を中和点（point ofに、酸性と酸、アルカリ性と塩基は違うものですが、neutralization、または当量点）といいます。塩酸関係があります。

（HCl）を苛性ソーダで中和すると、水溶液は中性の pH 7 になりますが、酢酸を苛性ソーダで中和する

主な食品などの pH を次に示します。レモンやオレンと、中性ではなくアルカリ性に偏った pH 8.8 になりまジなどの酸っぱいものは酸性です。梅干しはレモンとす。酸と塩基の強さに関係するのです。塩酸は強い同じクエン酸が入っていて酸性です。ミルクは中性に酸ですが、酢酸は弱い酸だからです。

近いですが、卵の白身はアルカリ性です。よく間違え

上の図で胃酸（胃液、gastric juice；胃酸、るのはアルカリ性食品です。これは食品を燃やした後gastric acid）は pH 2 付近ですが、胃酸が出過ぎの灰を水に溶かしたときの pH です。カルシウムやマグると胸やけがします。これを抑えるのに制酸剤を飲みネシウムなどの金属を含む食品を燃やすと、金属はますが、水酸化マグネシウム（Mg(OH)2） で、その灰に含まれます。したがって、灰の水溶液はアルカリ

pH は 10.5 です。制酸剤を飲むと、胃酸が中和され性を示すのです。酸と塩基を混ぜると、それぞれの性るのです。酸が強いとか弱いとかとはどういうことなの質がうち消し合ったものになりますが、これが中和かを考えてみます。HCl を水に溶かすと、H2O に H+（neutralization）です。

が付いた H3 O+と Cl-のイオンになります。HCl はガス1

（塩化水素ガス、hydrogen chloride）で、これを強い酸とは水の中でイオンになりやすく、同じ量を溶水にとかしたものが塩酸です。

かしても多くの H+を出すものです。苛性ソーダを水に溶かすと、塩酸と同じようにほとんどが Na+と OH-のイオンになります。苛性ソーダは強い塩基です。この場合の平衡定数を塩基解離定数とよび、やはりこれを、簡単に次のように書きます

HCl は水に入れると、イオンになったのです（解離といいます）。この反応は平衡（equilibrium）（Q36 参照）であって、その平衡定数（equilibrium constants）は次のようになります。

pKb で塩基の強さを表します。

こんどはアンモニアを水に溶かしてみます。アンモニアはガスで、これを水に溶かしたものがアンモニア水です。苛性ソーダには OH がありましたが、アンモニアには OH がありません。しかし、水に溶かすと、NH3 に水の H+が付いて NH4+になり、OH-が出てくるのです。しかし、NH3 も安定で水にそのまま溶けるので、全てがイオンになっているわけではありません。アンモニ
アは弱い塩基なのです。アンモニア水を温めるとアン

この平衡定数 Ka を酸解離定数（aciddissociation constant）といいますが、pH と同じくモニアガスが出てきます。アンモニアの pKb = 4.76 です。

対数の逆数をとって、一般に p Ka で表し、酸の強さを示すことができます。塩酸は強い酸で、水中ではほとんどがイオンになっています。塩素イオン（Cl-）が安定なためです。塩酸では[HCl]が小さいので Ka は大きく、pKa = -7 です。こんどは酢酸を水に溶かして水は H+が取れて OH-になるので酸であり、また H+が付いて H3O+になるので塩基でもあるのです。

みます。やはり解離してイオンになりますが、塩酸のように全てがイオンにはなっていないのです。したがって酢酸の酸解離定数は小さく、平衡が全てイオンの方には行っていないのです。これは、CH3COOH は水の中でも安定で、CH3COO-になる必要がないのです。
酢酸の pKa = 4.76 です。

2

酢酸は水の中で H+を出すので酸ですが、酢酸イオン（CH3COO-）は水の中で次のような平衡になり OH-を出すので、塩基です。

塩酸水溶液に苛性ソーダ水溶液を加えていくと、溶液は酸性から中性、さらにアルカリ性になっていきます。塩酸が水酸化ナトリウムで中和されたのです。

す。NaOH を加えていっても、HCl で中和されてしまうので、pH はそんなに高くなりません。この段階では、NaCl が増加し、HCl が減少しています。
この図では NaOH を 20ml 加えたところで pH は急激に上がってきます。HCl が無くなっていき、OH が増えていくた

実際は水の中で解離した状態で進んでいるので、次のようにイオンが反応しているのです。中和とは Na+と Cl-が等量になったことです。

めです。中和点はちょうど真ん中の点で、HCl と NaOHの量が同じになり、HCl や NaOH は無く NaCl だけが存在します。中和点を過ぎると、加えた NaOH が余ってきますので、溶液の pH は上がってきます。このような中和滴定では、pH メーターを使わなくても指示薬（acid baseindicator）を使えば簡単に行うことができます。指示薬

縦軸に溶液の pH（pH メーターで測定する）を、横軸に加えた苛性ソーダの量をとると図のような曲線がえられ、これが滴定曲線です。あるところで pH が急激に高くなりますが、そこが中和点で、塩酸と苛性ソーダ量が同じ（等量）になったところです。曲線に接線を引けば、接線の傾きが無限大になるところです。

は中和点付近で色が変化するものです。塩酸と苛性ソーダの中和では、リトマス試験紙や BTB 指示薬が使えます（指示薬については次の Q&A で詳しく説明します）。

弱い酸である酢酸を強い塩基である NaOH で中和すると酢酸ナトリウムができますが、中和点での pHは 7 ではなくアルカリ性に偏った 8.8 ぐらいになります。そこで、この 8.8 に近い pKa をもった指示薬を使えばよいのです。たとえば、フェノールフタレインです。

CH3COOH と NaOH はそれぞれ水中で次のように解離していますが、CH3COOH の解離は弱いです。

この場合の滴定曲線では、最初はゆっくりと pH が上がり、pH 8 付近で急激に高くなります。
（１）HCl の場合は、強い酸ですからほとんどイオン化していて、pH は 0 付近ですが、CH3COOH は弱い酸で全てがイオンになっていないので、pH は 3 付近です。
NaOH がゼロの点では、HCl 水溶液の pH です。ほとんど（２）加えた NaOH が CH3COOH に消費されれば pHがイオン化（H+ , Cl-）していますので、pH は 0.0 付近では変わらないはずですが、生成した CH3COO-が3

CH3COOH のイオン化を抑制するので pH が少し上がりなぜかを考えてみます。中和でできたものは酢酸ソーダます（共通イオン効果）。

（CH3COONa）ですが、これを水に溶かしてみます。すると、次のようにイオンに解離します。

できた酢酸イオン（CH3COO- ）は水の中で次のような平衡により一部酢酸になり H+が少なくなります。
しかし、Na+は水の中で次のような平衡にあります
が、Na+は安定でこの平衡はほとんど左に傾き、NaOH はできず OH- は無くなりません。

したがって、酢酸ソーダを水に溶かしても中性ではなく（３）この領域では NaOH を加えても pH はほとんど変化がありません。これを緩衝液（buffer solution）といいます。緩衝液は液の pH を一定に保ちたい時に使います。緩衝領域では次の式（Henderson-Hasselbalch式）が成り立ちます。

アルカリ性（pH 8.8）なのです。これは、酢酸を苛性ソーダで中和したときも同じで、中和点では pH8.8 なのです。
せっけんは脂肪酸のナトリウム（またはカリウム）塩ですが、水に溶かすとアルカリ性になります。脂肪酸については豆腐のところで述べましたが、長い鎖の端に-COOH が付いたものです。したがって、せっけんを（４）CH3COOH が半分だけ中和された点（４）では、[CH3COO-] = [CH3COOH]になるので、pH = pKa に水に溶かすことは、酢酸ソーダを水に溶かしたのと同じです。アルカリ性は皮膚を痛めるので、注意が必なります。すなわち、この点の pH は CH3COOH の pKa要です。シャンプーの後でリンスをするのは、それを中になるわけです。

和するためです。

（５）CH3COOH が全て中和された中和点です。
CH3COOH は CH3COONa になっています。この点の pHは中性の 7 ではなく、8.8 ぐらいです。
（６）中和点を過ぎると、加えた NaOH が余ってくるので、溶液はアルカリ性になり、最後は pH 14 になります。
次に、塩酸を苛性ソーダで中和すると pH は７になるのに、酢酸を苛性ソーダで中和すると pH は 8.8 になるのは4●著作権について
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