質問: 水溶液中での酸と塩基の反応について 実際は 水溶液中での酸と塩基の反応についての質問です。 例えば水溶液中での酢酸と水酸化ナトリウムの反応は、普通 ch3cooh+naoh→ch3coona+h2o と表しますよね。 この式は反応の量的関係を表しているわけですが では実際の反応はどういうことが起こっているのでしょう? 酢酸粒子と水酸化ナトリウム粒子が直接反応しているのでしょうか? それとも電離してから反応しているのでしょうか?
回答: >それとも電離してから反応しているのでしょうか? 電子してから反応しています。 ●塩酸と水酸化ナトリウムの中和を考えてみましょう。 化学反応式では次のように表します。 hcl + naoh → nacl + h2o 実際はhclもnaohも水中ではほとんど電離しています。 ですから、リアルにイオンで表すと次のような感じになります。 h+ + cl- + na+ + oh- → cl- + na+ + h2o 両辺をキャンセルすれば h+ + oh- → h2o 熱化学方程式で、強酸と強塩基の中和では酸と塩基の種類にかかわらず同じ中和熱 57kj・mol になったのはna+とcl-は中和反応に関係しないからです。 ●酢酸と水酸化ナトリウムの中和を考えてみましょう。 酢酸は水溶液中では1%くらい(濃度によりますが)が電離しています。 (99%)ch3cooh + na+ + oh- → ch3cooh + na+ + oh- (1%) h+ + ch3coo- + na+ + oh- → ch3coo- + na+ + h2o ここで、下記の反応により、水中のh+が無くなれば、新たに次の酢酸分子が電離して 平衡状態になります。 (98%)ch3cooh + na+ + oh- → ch3cooh + na+ + oh- (2%) h+ + ch3coo- + na+ + oh- → ch3coo- + na+ + h2o ですから最終的に全てのほぼ酢酸が次のような反応になります。 h+ + ch3coo- + na+ + oh- → ch3coo- + na+ + h2o このイオンをまとめると次の式になります。 ch3cooh + naoh → ch3coona + h2o ですから、弱酸や弱塩基の中和反応では電離していない弱酸、弱塩基を電離させるステップが生じます。 ここにエネルギーが必要なため、中和熱は強酸・強塩基の中和熱である57kj/molよりも 少しだけ小さな値になることが多いのです。