ポイント

中和反応では、酸の陰イオンと塩基の陽イオンから、塩が生成します。

塩の化学式のなかに、酸の H が残っているものを酸性塩、塩基の OH が残っているものを塩基性塩、どちらもないものを正塩といいます。

強酸と強塩基から生じた塩を水に溶かすと、中性を示します。

強酸と弱塩基から生じた塩を水に溶かすと、酸性を示します。

弱酸と強塩基から生じた塩を水に溶かすと、塩基性を示します。

弱酸の塩の水溶液に強酸を加えると、弱酸が遊離します。

弱塩基の塩の水溶液に強塩基を加えると、強塩基が遊離します。

塩の分類

中和反応では、酸の陰イオンと塩基の陽イオンから、が生成します。

この塩の化学式のなかに、酸の H が残っているものを酸性塩といいます

例えば、炭酸 H2CO3 と水酸化ナトリウム NaOH が反応したとき、炭酸水素ナトリウム NaHCO3 が塩として生成します。

H2CO3 + NaOH → NaHCO3 + H2O

炭酸水素ナトリウム NaHCO3 の化学式のなかには、酸から残った H があるので、これは酸性塩です。

塩の化学式のなかに、塩基の OH が残っているものを塩基性塩といいます。

例えば、塩酸 HCl と水酸化カルシウム Ca(OH)2 が反応したとき、塩化水酸化カルシウム CaCl(OH) が塩として生成します。

HCl + Ca(OH)2 → CaCl(OH) + H2O

塩化水酸化カルシウム CaCl(OH) の化学式のなかには、塩基から残った OH があるので、これは塩基性塩です。

塩の化学式のなかに、H も OH もないものを正塩といいます。

例えば、塩酸 HCl と水酸化ナトリウム NaOH が反応したとき、塩化ナトリウム NaCl が塩として生成します。

HCl + NaOH → NaCl + H2O

塩化ナトリウム NaCl の化学式のなかには、H も OH も残っていないので、これは正塩です。

酸性塩・塩基性塩・正塩の例

酸性塩NaHCO3
NaHSO4
塩基性塩CaCl(OH)
MgCl(OH)
正塩NaCl
Na2CO3
KNO3
NH4Cl

塩は酸性塩、塩基性塩、正塩と分類できますが、これは形式的であり、あまり実用性はありません

酸性塩を水に溶かすと酸性になりそうですが、そうとは限りません。酸性になることもありますし、塩基性になることもあります。

これは塩基性塩、正塩も同じです。水に溶かしたら液性はどうなるのかは、次項で説明するように、塩を構成する物質で決まります。

塩の水溶液

液性

中和反応で生成する塩を水に溶かすとき、液性は塩によって決まります。

基本的には、強酸と強塩基から生じた塩を水に溶かすと中性強酸と弱塩基から生じた塩を水に溶かすと酸性弱酸と強塩基から生じた塩を水に溶かすと塩基性を示します。

強酸と強塩基の塩の例では、塩酸 HCl と水酸化ナトリウム NaOH から生成する塩化ナトリウム NaCl があげられます。

NaCl を水に溶かすと H+ も OH も発生しないので、液性は中性です。食塩水が中性であることを思い出すとよいでしょう。

強酸と弱塩基の塩の例では、塩酸 HCl とアンモニア NH3 から生成する塩の塩化アンモニウム NH4Cl があります。

NH4Cl を水に溶かすと、この水溶液は酸性になります。

弱酸と強塩基の塩の例では、酢酸 CH3COOH と水酸化ナトリウム NaOH から生成する塩の酢酸ナトリウム CH3COONa があります。

CH3COONa を水に溶かすと、この水溶液は塩基性になります。

注意すべき塩(1)

上記の基本的な考え方で、塩の水溶液の液性はだいたいわかります。ただし注意が必要な場合があります。

例えば、強酸と強塩基から生成する塩でも、中和反応が完全に終わっていない場合は中性になりません。

硫酸と水酸化ナトリウムが反応し、以下のような化学反応式となっているとき、

H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O

ここで生じた硫酸水素ナトリウム NaHSO4 は、強酸と強塩基の塩ですが、NaHSO4 の水溶液は酸性となります。

中和反応がまだ途中なので、その塩には酸から残った H があり、酸性となります。

硫酸は 2 価の強酸であり、水酸化ナトリウムは 1 価の強塩基です。中和反応が完全に終わるとき、次のような化学反応式で表されます。

H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O

ここで得られる塩の硫酸ナトリウム Na2SO4 は、水に溶かすと中性になります。

注意すべき塩(2)

炭酸 H2CO3 と水酸化ナトリウム NaOH から生成する塩も、注意しましょう。

まず、炭酸ナトリウム Na2CO3 を考えます。炭酸は弱酸であり、水酸化ナトリウムは強塩基です。

基本の考え方の通り、Na2CO3 を水に溶かすと塩基性を示します。

次に、炭酸水素ナトリウム NaHCO3 を考えます。こちらは少し注意しましょう。

この化学式には酸から残った H があるので、NaHCO3 を水に溶かすと酸性になりそうな気がします。しかし実際の水溶液は、弱い塩基性となります。

NaHCO3 を水に溶かすと、下のような反応が起こります。

NaHCO3 + H2O → Na+ + H2CO3 + OH

塩を水に溶かすと OH が生じるので、水溶液は少し塩基性になります。

このあたりの内容は難しいので、「化学基礎」ではなく「化学」で学習します。もう少し進んだら学ぶことになるでしょう。

Na2CO3 や NaHCO3 は、弱酸である炭酸と強塩基である水酸化ナトリウムの塩です。今の段階では、弱酸と強塩基の塩なので水溶液は塩基性だ、と簡単に考えましょう。

弱酸・弱塩基の遊離反応

弱酸の遊離反応

弱酸から生成した塩の水溶液に強酸を加えると、強酸の塩が生じて、弱酸が遊離します。

弱酸の塩 + 強酸 → 弱酸 + 強酸の塩

例えば、弱酸の塩である酢酸ナトリウム CH3COONa に、強酸である塩酸 HCl を加えると、強酸の塩である塩化ナトリウム NaCl が生じます。

そのかわりに、弱酸である酢酸 CH3COOH が生成します。

CH3COONa + HCl → CH3COOH + NaCl

この理由は、酢酸は弱酸で電離度が小さいため、水溶液中の H+ が多くなると、酢酸イオン CH3COO が酢酸 CH3COOH に戻りやすくなるためです。

塩が水に溶けた段階では、水溶液中で酢酸イオン CH3COO とナトリウムイオン Na+ に電離しています。

CH3COONa → CH3COO + Na+

この水溶液に強酸の塩酸 HCl を加えると、水溶液中に大量の H+ と Cl が電離します。

酢酸は電離度が小さく、酢酸イオンより酢酸分子の状態で多く存在します。大量に H+ が加えられたことで、酢酸イオンが酢酸に変わりやすくなり、酢酸が遊離します。

CH3COO + H+ → CH3COOH

一方、水溶液に残った Na+ と Cl から、強酸の塩が生成します。

Na+ + Cl → NaCl

弱塩基の遊離反応

同じような反応は、弱塩基の塩でも起こります。

弱塩基から生成した塩の水溶液に強塩基を加えると、強塩基の塩が生じて、弱塩基が遊離します。

弱塩基の塩 + 強塩基 → 弱塩基 + 強塩基の塩

例えば、弱塩基の塩である塩化アンモニウム NH4Cl に、強塩基である水酸化ナトリウム NaOH を加えると、強塩基の塩である塩化ナトリウム NaCl が生じます。

そのかわりに、弱塩基であるアンモニア NH3 が生成します。

NH4Cl + NaOH → NH3 + H2O + NaCl

この理由は、アンモニアは弱塩基で電離度が小さいため、アンモニウムイオン NH4+ よりアンモニア NH3 になりやすいためです。

塩が水に溶けた段階では、水溶液中でアンモニウムイオン NH4+ と塩化物イオン Cl に電離しています。

NH4Cl → NH4+ + Cl

この水溶液に強塩基の水酸化ナトリウム NaOH を加えると、水溶液中に大量の Na+ と OH が電離します。

アンモニアは電離度が小さく、アンモニウムイオンよりアンモニア分子の状態で多く存在します。

大量に OH が加えられたことで、アンモニウムイオンがアンモニアに変わりやすくなり、アンモニアが遊離します。

NH4+ + OH → NH3 + H2O

一方、水溶液に残った Na+ と Cl から、強塩基の塩が生成します。

Na+ + Cl → NaCl

問題演習

確認テスト1

次の塩は酸性塩、塩基性塩、正塩のどれに分類されるでしょうか。

  1. NaHCO3
  2. CaCl(OH)
  3. NaCl
  4. NH4Cl
正解を見る
  1. 酸性塩
  2. 塩基性塩
  3. 正塩
  4. 正塩

確認テスト2

次の塩を溶かすと、水溶液の液性はどうなるでしょうか。

  1. NaCl
  2. NH4Cl
  3. CH3COONa
  4. NaHSO4
  5. NaHCO3
正解を見る
  1. 中性
  2. 酸性
  3. 塩基性
  4. 酸性
  5. 塩基性

確認テスト3

酢酸ナトリウム CH3COONa 水溶液に塩酸を加えると、刺激臭がしました。この刺激臭が発生した原因を考えましょう。

正解を見る

酢酸ナトリウムは弱酸の塩です。この水溶液に強酸である塩酸を加えると、弱酸である酢酸が遊離します。

CH3COONa + HCl → CH3COOH + NaCl

酢酸は刺激臭のする化合物です。遊離した酢酸の一部が気体となり、刺激臭の原因となりました。

確認テスト4

塩化アンモニウム NH4Cl 水溶液に水酸化ナトリウムを加えると、刺激臭がしました。この刺激臭が発生した原因を考えましょう。

正解を見る

塩化アンモニウムは弱塩基の塩です。この水溶液に強塩基である水酸化ナトリウムを加えると、弱塩基であるアンモニアが遊離します。

NH4Cl + NaOH → NH3 + H2O + NaCl

アンモニアは刺激臭のする化合物です。遊離したアンモニアの一部が気体となり、刺激臭の原因となりました。

実践問題1(2015本第2問問5)

次に示す 0.1 mol/L の水溶液()を pH の大きい順に並べたものはどれか。最も適当なものを、下の①~⑥のうちから一つ選べ。

 CH3COONa 水溶液

 NH4Cl 水溶液

 NaCl 水溶液

① ア > イ > ウ    ② ア > ウ > イ    ③ イ > ア > ウ

④ イ > ウ > ア    ⑤ ウ > ア > イ    ⑥ ウ > イ > ア

(2015年度センター試験 本試験 化学基礎 第2問問5 より引用)

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正解 2

ア~ウは、酸と塩基の中和反応でできた塩です。

中和反応で生成する塩を水に溶かすと、その液性は塩によって決まります。

基本的には、強酸と強塩基から生じた塩を水に溶かすと中性、強酸と弱塩基から生じた塩を水に溶かすと酸性、弱酸と強塩基から生じた塩を水に溶かすと塩基性を示します。

本問では、この基本の考え方で解けます。

ア 酢酸ナトリウム CH3COONa は、弱酸の酢酸 CH3COOH と強塩基の水酸化ナトリウム NaOH からできた塩です。

この塩を水に溶かすと弱塩基であり、pH 7 より大きくなります。

イ 塩化アンモニウム NH4Cl は、強酸の塩化水素(塩酸) HCl と弱塩基のアンモニア NH3 からできた塩です。

この塩を水に溶かすと弱酸であり、pH 7 より小さくなります。

ウ 塩化ナトリウム NaCl は、強酸の塩化水素(塩酸) HCl と強塩基の水酸化ナトリウム NaOH からできた塩です。

この塩を水に溶かすと中性であり、pH 7 となります。

実践問題2(2020本第2問問4)

次に示す 0.1 mol/L の水溶液を pH の大きい順に並べたものはどれか。最も適当なものを、下の①~⑥のうちから一つ選べ。

 NaCl 水溶液

 NaHCO3 水溶液

 NaHSO4 水溶液

① ア > イ > ウ    ② ア > ウ > イ    ③ イ > ア > ウ

④ イ > ウ > ア    ⑤ ウ > ア > イ    ⑥ ウ > イ > ア

(2020年度センター試験 本試験 化学基礎 第2問問4 より引用)

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正解 3

ア~ウは、酸と塩基の中和反応でできた塩です。

中和反応で生成する塩を水に溶かすと、その液性は塩によって決まります。

ア 塩化ナトリウム NaCl は、強酸の塩化水素(塩酸) HCl と強塩基の水酸化ナトリウム NaOH からできた塩です。

この塩を水に溶かすと中性であり、pH 7 となります。

イ 炭酸水素ナトリウム NaHCO3 は、弱酸の炭酸 H2CO3 と強塩基の水酸化ナトリウム NaOH からできた塩です。

NaHCO3 の水溶液では、炭酸水素イオン HCO3 とナトリウムイオン Na+ が存在します。

このうち Na+ はイオンのまま存在しますが、炭酸水素イオン HCO3 は一部が H+ を受け取り塩基として働きます。

HCO3 + H2O → H2CO3 + OH

NaHCO3 水溶液では水酸化物イオン OH が生じるので、この水溶液は弱塩基性を示します。

したがって pH は 7 より大きくなります。

ウ 硫酸水素ナトリウム NaHSO4 は、強酸の硫酸 H2SO4 と強塩基の水酸化ナトリウム NaOH からできた塩です。

NaHSO4 の水溶液には、硫酸水素イオン HSO4 とナトリウムイオン Na+ が存在します。

このうち Na+ はイオンのまま存在しますが、硫酸水素イオン HSO4 の一部はさらに H+ を放出して酸として働きます。

HSO4 → H+ + SO42-

NaHSO4 水溶液では水素イオン H+ が生じるので、この水溶液は弱酸性を示します。

したがって pH は 7 より小さくなります。

まとめると pH が大きい順に

NaHCO3 水溶液 > NaCl 水溶液 > NaHSO4 水溶液

実践問題3(2019本第2問問3)

A と塩基 B を過不足なく中和して得られた正塩の水溶液は、塩基性を示した。酸 A と塩基 B の組合せとして正しいものを、次の①~⑤のうちから一つ選べ。

(2019年度センター試験 本試験 化学基礎 第2問問3 より引用)

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正解 5

中和後の塩が塩基性になるということは、弱酸と強塩基を中和しています。

リン酸 H3PO4 は弱酸、塩化ナトリウム NaOH は強塩基です。

1 × 塩酸 HCl は強酸で、水酸化ナトリウム NaOH も強塩基です。

生成するのは強酸と強塩基の塩 NaCl なので、水溶液は中性です。

2 × 塩酸 HCl は強酸で、アンモニア NH3 は弱塩基です。

生成するのは強酸と弱塩基の塩 NH4Cl なので、水溶液は酸性です。

3 × 硝酸 HNO3 は強酸で、アンモニア NH3 は弱塩基です。

生成するのは強酸と弱塩基の塩 NH4NO3 なので、水溶液は酸性です。

4 × 硫酸 H2SO4 は強酸で、水酸化カルシウム Ca(OH)2 も強塩基です。

強酸と強塩基が過不足なく中和した塩なので、生成するのは硫酸カルシウム CaSO4 です。CaSO4 は水溶液に溶けにくいです。水溶液は中性です。

5 〇 リン酸 H3PO4 は弱酸で、水酸化ナトリウム NaOH は強塩基です。

これらが過不足なく中和して生成した塩は、リン酸ナトリウム Na3PO4 です。

弱酸と強塩基からできた塩の水溶液なので、塩基性を示します。

Na3PO4 は水溶液中で電離して、Na+ と PO43- になります。

PO43- は水溶液中で一部が次のように反応し、OH を生じます。

PO43- + H2O  →  HPO42- + OH

実践問題4(2016本第2問問5)

次の塩には、下の記述( ab )に当てはまる塩が二つずつある。その塩の組合せとして最も適当なものを、下の①~⑧のうちから一つずつ選べ。

 CH3COONa     KCl     Na2CO3

 NH4Cl     CaCl2     (NH4)2SO4

a 水に溶かしたとき、水溶液が酸性を示すもの

b 水に溶かしたとき、水溶液が塩基性を示すもの

① アとウ    ② アとオ    ③ イとウ    ④ イとエ

⑤ ウとカ    ⑥ エとオ    ⑦ エとカ    ⑧ オとカ

(2016年度センター試験 本試験 化学基礎 第2問問5 より引用)

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正解 a 7     b 1

ア CH3COONa 弱酸 (酢酸 CH3COOH) と強塩基 (水酸化ナトリウム NaOH) の塩で、水に溶かすと塩基性です。

イ KCl 強酸 (塩酸 HCl) と強塩基 (水酸化カリウム KOH) の塩で、水に溶かすと中性です。

ウ Na2CO3 弱酸 (炭酸 H2CO3) と強塩基 (水酸化ナトリウム NaOH) の塩で、水に溶かすと塩基性です。

エ NH4Cl 強酸 (塩酸 HCl) と弱塩基 (アンモニア NH3) の塩で、水に溶かすと酸性です。

オ CaCl2 強酸 (塩酸 HCl) と強塩基 (水酸化カルシウム Ca(OH)2) の塩で、水に溶かすと中性です。

カ (NH4)2SO4 強酸 (硫酸 H2SO4) と弱塩基 (アンモニア NH3) の塩で、水に溶かすと酸性です。

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