酸塩基指示薬理論論文：特性、例、機能およびタイプ
純水には味、臭い、色がありません。 特定の物質が含まれていると、水は酸味、苦味、塩味などを味わう可能性があります。 他の物質を含む水も着色する可能性があります。 酸味のある液体を酸性溶液、塩味のある液体を塩溶液、つるつるした苦味のある液体をアルカリ性溶液と呼びます。 注意してください、それは危険なので、味を知るために溶液を味わわないでください。 酸性溶液中のリトマスは赤で、ベースでは白なので、リトマス紙を浸すのが良い方法です。
溶液の酸性および塩基性は、水溶液だけでなく、アンモニア、エーテル、ベンゼンなどの他の溶液にも見られます。その結果、溶液の真の酸と塩基の特性を知ることは非常に困難です。したがって、酸と塩基は アレニウス、ブレンステッド-ローリー、およびによって提唱された酸塩基理論と呼ばれる理論によって説明されます。 ルイス。
理論 酸
酸 （これは多くの場合、一般式で表されます HA）は一般に、水に溶解するとpHが7未満の溶液を生成する化合物です。 現代の定義では、酸はプロトン（H +イオン）を別の物質（塩基と呼ばれる）に供与できる物質、または塩基から孤立電子対を受け入れることができる物質です。 酸は中和反応で塩基と反応して塩を形成します。
酸の例としては、酢酸（酢に含まれる）や硫酸（バッテリーや自動車のバッテリーに使用される）があります。 酸は一般的に酸味があります。 ただし、酸味、特に濃酸を味わうことは危険である可能性があるため、お勧めしません。
- 酸の特性
一般に、酸には次の特性があります。
- 味：水に溶かすと酸っぱい。
- 接する：特に強酸の場合、酸が触ると刺す。
- 反応性：酸はほとんどの金属と激しく反応します。つまり、金属を腐食します。
- 配達電気：酸は、常にイオン性であるとは限りませんが、電解質です。
- 酸の使用
酸にはさまざまな用途があります。 酸は、「酸洗い」と呼ばれるプロセスで金属から錆を取り除くためによく使用されます。 酸は、自動車のバッテリーで使用される硫酸と同じように、湿電池の電解質として使用できます。 人体やさまざまな動物では、塩酸は胃で分泌される胃酸の一部です 胃は、タンパク質や多糖類を分解し、不活性なプロ酵素ペプシノーゲンを酵素に変換するのに役立ちます ペプシン。 酸は触媒としても使用されます。 たとえば、硫酸はガソリン製造のアルキル化プロセスで広く使用されています。
- 弱酸と強酸
溶液中ではあまりイオン化しない酸です。 たとえば、酸がで示されている場合 HA、その後、ソリューションには、解離/イオン化されていない大量のHAがまだ存在します。 水中では、弱酸は次のように解離します。
反応物と生成物の平衡濃度は、酸性度定数Kaの式によって関連付けられます。
Kaの値が大きいほど、より多くのH +が形成されるため、溶液のpHは低くなります。 弱酸のKa値は1.8×10-16から55.5の範囲です。 Kaが1.8×10-16未満の酸は、水よりも弱い酸であるため、塩基性です。
Kaが55.5を超える酸は 強酸 水に溶かすとほぼ完全に解離します。 ほとんどの酸は弱酸です。 有機酸は弱酸の最大のメンバーです。 弱酸は、酢の酢酸やオレンジのクエン酸などの家庭で見られます。
理論 言語
の一般的な定義 言語 は、水に溶解するとヒドロニウムイオンを吸収する化合物です。 塩基は酸の反対（デュアル）であり、pHが7を超える化学元素/化合物を対象としています。 コスティッチ 強塩基に使用される用語です。 そのため、水酸化ナトリウム（NaOH）には苛性ソーダ、水酸化カリウム（KOH）には苛性ソーダという名前を使用します。 言語はに分けることができます 強い言葉 そして 弱い言語. 塩基の強度は、溶液中のOHイオンを放出する塩基の能力と塩基溶液の濃度に依存します。
6つの定義専門家による酸塩基理論の基本的な定義：
アレニウスの酸と塩基の理論
酸は、溶液中でH +イオンを生成できる化合物です。
塩基は、溶液中でOH-イオンを生成できる化合物です。
化学的にそれは述べることができます：
1）HCl（aq）H +（aq）+ Cl-（aq）（酸）
2）HA + aq H +（aq）+ A –（aq）（酸）
3）NaOH（aq）Na +（aq）+ OH-（aq）（塩基）
4）BOH + aq B +（aq）+ OH-（aq）（ベース）
研究の結果、H +（プロトン）は水中で自由に立つことはできませんが、水中の酸素と配位して、ヒドロニウムイオン（H3O +）を形成することがわかりました。
H + + H2O ——–> H3O +
H3O +およびOH-イオンは、反応を通じて純水中に存在します
H2O + H2O ——–> H3O + + OH-
|
例：
NaOH ——–> Na + OH-
Ba（OH）2 ——–> Ba + 2OH-
NH4OH ——–> NH4 + OH-
ブレンステッド-ローリー酸塩基理論
酸と塩基のブレンステッド-ローリー理論によれば、酸または塩基の性質は、化合物がプロトン（H +）を放出または受容する能力によって決定されます。
酸は、プロトン（H +）を別の化合物または粒子に供与できる化合物または粒子です。 塩基は、酸からプロトン（H +）を受け入れることができる化合物または粒子です。
酸
溶液中の物質は、溶媒分子（HL）にプロトンをあきらめることができる場合、酸（HA）と呼ばれます。
HA + HL H2L + + A –
例として：
HCL（g）+ H2O H3O（aq）+ CL（aq）
したがって、水に酸が含まれていると、水はアルカリ性であることがわかります。
言語
いわゆる塩基（B）は、溶媒（HL）からプロトンを受け入れることができる物質です。
B + HL H + + L –
水性溶媒中での塩基（B）の一般的な反応は次のとおりです。
B + H2O H + + O
ブレンステッド-ローリーの酸と塩基の理論
上記の例では、水が酸（プロトン供与体）および塩基（プロトン受容体）として機能することがわかります。 このような物質またはイオンまたは種は両性（両性）です。
ルイスの酸と塩基の理論
ブレンステッド-ローリー理論はアレニウス理論よりも一般的ですが、酸塩基に似ているがこの理論では説明できない反応があります。たとえば、NH3とBF3の間でH3N-BF3になります。
ここでは、電子対がNに由来するN原子とB原子の間に配位結合があります。 配位結合の形成に基づいて、ビルバートN。 ルイスは、ルイス酸塩基理論と呼ばれる理論を述べました。
酸は、別の粒子からの電子対を受け入れて、配位共有結合を形成できる粒子です。 塩基は、電子対を別の粒子に供与して、配位共有結合を形成できる粒子です。
HSAB酸塩基理論
- 1960年代初頭のR.Gピアソンは、ルイスの酸と塩基をソフトまたはハードのいずれかに分類できると提案しました。
- 硬い塩基のような硬い酸、柔らかい塩基のような柔らかい酸
強酸塩基、条件：
1.小さな原子半径
2.高い酸化数
3.低極性
4.高い電気陰性度
硬質酸の例：H +、Na +、Li +、K +、Ti4 +、Cr3 +、Cr6 +、BF3、R3C +など。
ハードベースの例：OH-、OR-、F-、Cl-、NH3、CH3COO-、N2H4、CO32-など。
HSAB分類
分類の役割：さまざまな種の反応を予測すること、すなわち：
- 強酸は強塩基と結合することを好みます、
- 軟酸は、軟塩基と組み合わせるのを好みます。
HSABに基づくいくつかの酸と塩基の表分類（Bowser、1993）
HSABの役割
- 反応が好きか嫌いかによって起こるかどうかを予測します。つまり、ハード酸はハード塩基を好む傾向があり、ソフト酸はソフト塩基を好む傾向があります。
例：
HgF2（g）+ BeI2（g）→HgI2（g）+ BeF2（g）
LK KL LL KK
CH3HgOH（aq）+ HSO3-（aq）→CH3HgSO3-（aq）+ HOH（l）
LK KL LL KK
- 反応（平衡）の方向へのシフトを予測し、
BH +（aq）+ CH3Hg +（aq）CH3HgB +（aq）+ H +（aq）
B =ベース
上記の例から、塩基（B）がハードベースの場合、反応は左にシフトし、ベース（B）がソフトベースの場合、反応は右にシフトします。
ルクスの酸塩基理論–洪水
Aサム 酸化物受容体です
言語 酸化物ドナーです
たとえば、高温の無機溶融物では、反応は次のようになります。
CaO + SiO2-> CaSiO3
酸ベース
ベース（CaO）->酸化物ドナー
酸（SiO2）->酸化物アクセプター
Lux Floodの定義の有用性は、主に溶融酸化物、両性物質などのシステムに限定されています。 条件によっては、両方が酸化物イオンを放出する傾向がある場合は、 あれは：
ウサノビッチの酸塩基理論
Aサム は、塩基と反応したり、陽イオンを形成したり、電子を受け取ったりする化合物です。
例：
Cl2 + 2e- ——> 2Cl-
Cl2は、1つの電子を受け取って2Cl-を形成するため、酸として機能します。
B望む は、酸と反応して陰イオンを形成したり、電子を放出したりする化合物です。
例：
Fe2 +（ベース） ——> Fe3 +（酸）+ e-
Fe2 +は1つの電子を失ってFe3 +を形成するため、塩基として機能します。
利点：
ルイスの酸と塩基の理論を拡張して、ルイスに従って識別されていない化合物をウサノビッチの酸と塩基の理論で識別できるようにする
化合物の種類酸と塩基
酸性化合物
放出されたH +イオンの数に基づいて、酸性化合物は次のように分類されます。
a; 一塩基酸は、1つのH +イオンを放出する酸です。
例：HNO3、HBr、CH3COOH。
b; 多塩基酸は、複数のH +イオンを放出する酸です。
例：H2S、H2SO4、H3PO4
酸性化合物が水と反応してH +イオンを形成する能力に基づいて、酸性化合物は次のように分類されます。
a; 二元酸は、元素Hおよびその他の非金属元素（非金属水素化物）を含む酸です。
例：HCl、HBr、HF
b; 酸素酸は、H、Oおよびその他の元素を含む酸です。
例：HNO3、H2SO4、HClO2
c; 有機酸は、有機化合物として分類される酸です。
例：CH3COOH、HCOOH
さまざまな酸塩基指示薬
単一のインジケーター
単一の指示薬は、溶液が酸性か塩基性かを区別することしかできませんが、pHとpOHの値を知ることはできません。 単一の指標を含むのは、赤リトマス、青リトマス、フェノールフタレイン、メチルオレンジ、メチルレッド、およびブロムチムルブルーです。
発生する色の変化は次のとおりです。
| リトマスペーパー/インジケーターソリューション | 溶液中の色 | pHトレイ | |
| 酸 | 言語 | ||
| ブルーリトマス。 赤いリトマス |
赤。 赤 |
青。 青 |
0-7. 7-14 |
| フェノールフタレイン（PP）
メチルオレンジ メチルレッド ブロムティマルブルー（BB） |
無色。 赤 赤 黄 |
ピンク。 黄 黄 青 |
8,3-10. 2,9-4,0 4,2-6,3 6,0-7,6 |
ナチュラルインジケーター
自然界では、多くの酸塩基指示薬が植物から発見されています。 使用できる植物の部分には、花冠、葉、根などがあります。 以下は、酸および塩基指示薬の天然成分です。
- ハイビスカス
- あじさい
- ターメリック
- トランペットの花
- にんじん
- 赤キャベツ
- マンゴスチンの皮
- 紫キャベツ
上記の天然成分は直接指示薬として使用することはできませんので、指示薬として使用することができますので、それらを抽出して溶液の形で作る必要があります。
次に、天然指示薬溶液に、酸と塩基の溶液を滴下します。 それぞれの自然な指標で発生する色の変化は異なります。
PHメーター
電極を溶液に浸して溶液のpHを測定するために使用されるツールです。 pHメーターは、pHメータースケールに表示される水素イオンの存在を測定します。 このツールを使用すると、溶液の酸または塩基の性質を簡単に判断できます。
ユニバーサルインジケーター
万能指示薬は、溶液のpH値を知ることにより、酸性溶液と塩基性溶液を区別できます。 万能指示薬は、紙と液体の両方の形にすることができます。
このインジケーターが機能する方法は、インジケーターペーパーの色の変化をユニバーサルインジケーターのカラーテーブルに一致させることです。
以下のような様々なpHでの万能指示薬の色。
| pH | ユニバーサルインジケーターカラー | pH | ユニバーサルインジケーターカラー |
| 1. 2 3 4 5 6 7 |
赤。 ピンカーレッド ピンク 赤いオレンジ オレンジ 黄 緑 |
8. 9 10 11 12 13 14 |
赤。 ピンカーレッド ピンク 赤いオレンジ オレンジ 黄 緑 |
インジケーターソリューション
さまざまな研究所で最も頻繁に使用される指示薬溶液は、フェノールフタレイン（PP）、メチルレッド（mm）、メチルオレンジ（mo）、およびブロモチモールブルー（BTB）です。 これらの溶液は、溶液滴定プロセスでよく使用されます。 溶液滴定プロセスでの指示薬溶液の使用は、非常に注意深く、非常に高い注意を払って実行する必要があります。 これは、わずか数mLで色の変化が発生するためです。 以下は、各タイプのインジケーターソリューションの説明です。
フェノールプタレイン（PP）
この指示薬は、無水フタル酸またはフタル酸とフェノールの縮合によって調製されます。 pH範囲は8.2〜10.0で、酸は無色で、塩基性溶液ではピンク色です。
メチルレッド（mm）
メチルレッド指示薬は酸塩基指示薬で、pH範囲は4.2〜6.3で、酸は赤色、塩基はオレンジ色です。
メチルジンガ（mo）
メチルオレンジ指示薬は酸塩基指示薬で、pH範囲3.1〜4.4で酸が赤、塩基がオレンジになります。
ブロモチモールブルー（BTB）
BTB指示薬は、酸性溶液では赤黄色になり、pH 6.0〜7.6のアルカリ性溶液では青になります。
混合インジケーター
特定の滴定では、混合指示薬を使用する必要がある場合があります。 混合指示薬とは、2種類の指示薬の混合物、または指示薬とpH指示薬ではない通常の染料との混合物を意味します。 この混合インジケーターは他のインジケーターのように色を変えませんが、特定のpHで色が消えて黒になり、その過程で灰色に見えます。
この色は、pHがわずかに上または下の場合の色とは明らかに異なるため、溶液がそのpHに到達したかどうかを簡単に判断できます。 混合指示薬は、通常の指示薬では酸性色とアルカリ色の違いがはっきりと見えず、発生する色の変化がはっきりと見えない場合に使用します。
人工酸塩基指示薬
LISSは酸ですか、塩基ですか、それとも中性ですか？
実際、物質の酸性度やアルカリ性を知るには、舌を使って味わうことができます。 しかし、すべての物質が私たちの体にとって安全であるとは限らないことも覚えておく必要があります。 有毒な化学物質があることを覚えていますか？
上記に基づいて、実験の目的で、科学者はリトマスを作成しました。 リトマスは地衣類/地衣類（地衣類）の種類から得られる物質の一種です。ロセラティンクトリア）、菌類と藻類の共生。 化学実験室で広く使用されているリトマスが紙の形で入手できるようになりました。 酸塩基指示薬として、リトマスには次のようないくつかの利点があります。
- リトマスは、酸や塩基と反応するとすぐに色が変わることがあります。 リトマスに発生する色がはっきりと見えます。 リトマスは酸性溶液では赤く、アルカリ性溶液では青になります。
- リトマスは自由空気中の酸素と反応しにくいため、長持ちします。
- リトマスは紙に吸収されやすいので、リトマス紙の形で使用されます（物質がより吸収されやすくなるように）
リトマス紙には、赤リトマス紙と青リトマス紙の2種類があります。
次の場合、すべての物質は酸として分類されます。
- 青いリトマスが赤くなる、または
- 赤いリトマスは色を変えません
次の場合、すべての物質が塩基として分類されます。
- 赤いリトマスが青くなる、または
- 青いリトマスは色を変えません
酸塩基指示薬
| インジケーター名 | 言語で | 酸で |
| リトマス メチルレッド フェノールフタレン ブルーチモール臭素 |
青 黄 赤 青 |
赤 赤 無色 黄 |
リトマスに加えて、化学実験室には、とりわけ、他の多くの人工酸塩基指示薬もあります フェノールフタレイン、メチルレッド そして チモールブルー臭素. 酸性溶液中のフェノールフタレンは残ります（色の変化はありません）が、アルカリ性溶液では赤色に変化します。 酸性溶液のメチルレッドは赤ですが、塩基性溶液のメチルレッドは黄色です。
人工酸塩基指示薬：実験室で作られたインジケーター、液体と紙の形の人工インジケーターがあります。
酸および塩基溶液ラルタンの人工指示薬の色の変化とpH範囲
| インジケータ | 形 | 酸 | 言語 | pH範囲 |
| リトマス | 論文 | 赤 | 青 | 5,5 – 8,0 |
| メチルオレンジ | 液体 | 赤 | 黄 | 3,1 – 4,4 |
| メチルレッド | 液体 | 赤 | 黄 | 4,4 – 6,2 |
| ブルーブロムチモール | 液体 | 黄 | 青 | 6,0 – 7,6 |
| フェノールフタレイン | 液体 | 無色 | 赤 | 8,3 – 10,0 |
人工指標と天然指標の両方を使用して、サンプル中の酸または塩基の有無を示します（認識します）。
天然酸塩基指示薬
天然指示薬は、酸性、塩基性、中性の溶液で色が変わる可能性のある天然素材です。 酸塩基試験で通常行われる自然の指標は、花、塊茎、果実の皮、葉の形で、鮮やかな色の植物です。 インジケーターの色は植物種の色によって変化します。たとえば、酸性溶液では赤いハイビスカスが赤くなり、酸性溶液では赤くなります。 塩基性溶液では緑色になり、酸性溶液では紫色のキャベツは紫がかった赤色になり、塩基性溶液では次のようになります。 緑。
天然酸塩基指示薬： 天然成分由来の指標、抽出による入手方法
酸および塩基溶液中の植物抽出物の色の変化
| 植物抽出物 | 元の色 | 酸性溶液の色の変化 | アルカリ性溶液の変色 |
| 赤キャベツ | パープル/パープル | ピンク | 緑 |
| ハイビスカス | 暗赤色 | 赤 | 黄 |
| バラ | ピンク | ピンク | 緑 |
| 赤いほうれん草 | 赤 | ピンク | 黄 |
| ゼラニウム | 赤 | ダークオレンジ/オレンジ | 黄 |
| ターメリック | ダークオレンジ/オレンジ | 黄 | 赤 |
| ガールフレンドフラワーブンガ | ダークオレンジ/オレンジ | 赤 | 黄 |
天然酸塩基指示薬の作成
優れた酸塩基指示薬は、酸性溶液と塩基性溶液で異なる色を与える染料です。 自然な指標を作る方法は？ 以下は、ハイビスカスの花、アジサイの花、赤キャベツ、ターメリック、赤ほうれん草を使用して自然指標を作成するいくつかの方法です。
- ハイビスカスの花から自然な指標を作る方法
- ハイビスカスの花からいくつかの赤い花の冠を選択してください。
- 少量の水を入れた乳鉢でそれを挽く。
- 赤い花の冠の抽出物を濾します。
- アジサイの花から自然指標を作る方法
- アジサイの花の冠のいくつかのストランドを選択してください
- 少量の水を入れた乳鉢でそれを挽く。
- アジサイの花冠抽出物を濾します。
- 赤キャベツから自然指標を作る方法
- まだ新鮮な赤キャベツのピューレ
- 10分間茹でる
- 赤キャベツの水を冷まします
- 大きな瓶にひずみを入れる
- ウコンから自然な指標を作る方法
- 洗浄されたすりおろしたターメリック
- 小さなボウルに布を使用してアルコールでターメリック抽出物を濾します
- 赤いほうれん草から自然な指標を作る方法
- 赤ほうれん草を細かく切り、加熱した蒸留水に浸し、
- 水が紫色になるまで待ちます。
- 濾して、冷えるまで室温で放置します。
- インジケーターは、使用しないときは冷蔵庫に保管できます。
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Raharjoe、Susanto I、1985、溶液および化学反応速度論、バンドン; ITB、pp.1-42
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http://unitedscience.wordpress.com/ipa-1/bab-2-asam-basa-dan-garam/
http://blog.elevenia.co.id/jenis-jenis-indikator-asam-basa-yang-paling-lengkap/
それはについてのレビューです 酸塩基指示薬の完全な定義と種類.うまくいけば、上記のレビューが読者の役に立つでしょう。 以上でよろしくお願いします。
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