酸・アルカリと中和
レモンが酸っぱいのはなぜ？石けんがぬるぬるするのは？
酸・アルカリの正体とpH、そして中和の仕組みを学ぼう。
酸とアルカリ
レモン・お酢・胃液が酸っぱいのは「酸」の仲間だから。逆に石けん水や重曹水のようにぬるぬる・苦みを感じるものは「アルカリ」の仲間。この違いは、水に溶けたときに何のイオンが出てくるかで決まる。
水に溶けると水素イオン（H⁺）を生じるものを酸、 水酸化物イオン（OH⁻）を生じるものをアルカリという。
🔴 酸の性質と例
- 水溶液は酸性（pH < 7）
- 青色リトマス紙を赤に変える
- BTB溶液が黄色になる
- 金属と反応して水素 H₂ を発生させる
- 例：塩酸（HCl）・硫酸（H₂SO₄）・酢酸（CH₃COOH）
🔵 アルカリの性質と例
- 水溶液はアルカリ性（pH > 7）
- 赤色リトマス紙を青に変える
- BTB溶液が青色になる
- フェノールフタレインが赤色になる
- 例：水酸化ナトリウム（NaOH）・水酸化カリウム（KOH）・アンモニア水（NH₃ aq）
❌ よくある誤解
「酸性である」ことと「金属との反応の激しさ」は別軸で考える必要がある。酸の種類によって反応性が大きく異なる。
高校化学基礎では、酸・アルカリの定義がさらに一般化され、「アレニウスの定義（H⁺・OH⁻を生じる）」に加えて「ブレンステッド・ローリーの定義（H⁺を与えるか受け取るか）」を学ぶ。これにより、OH⁻を持たないアンモニア(NH₃)がなぜ塩基（アルカリ）としてはたらけるのかも説明できるようになる。化学基礎・単元9と関連
📖 化学基礎「酸・塩基の定義」を見てみるpH——酸性・アルカリ性の強さ
酸性・アルカリ性の「強さ」を表す物差しがpH。真ん中の7が中性、それより小さいほど酸性が強く、大きいほどアルカリ性が強いというルールになっている。
pH（ペーハー）は溶液の酸性・アルカリ性の強さを 0〜14 の数値で表す指標。 pH 7 が中性・7未満が酸性・7より大きいとアルカリ性。
図1：pHスケール。数字が小さいほど酸性が強く、大きいほどアルカリ性が強い。
🌈 指示薬の色の変化
| 指示薬 | 酸性 | 中性 | アルカリ性 |
|---|---|---|---|
| リトマス紙（青） | 赤に変わる | 変化なし（青） | 変化なし（青） |
| リトマス紙（赤） | 変化なし（赤） | 変化なし（赤） | 青に変わる |
| BTB溶液 | 黄色 | 緑色 | 青色 |
| フェノールフタレイン | 無色 | 無色 | 赤色 |
| pH試験紙 | 色で pH の数値を読み取る（万能指示薬） | ||
高校化学基礎では、pHが「水素イオン濃度[H⁺]の逆数の対数」として定義されることを学び、[H⁺]からpHを計算したり、逆にpHから[H⁺]を求めたりする計算問題を扱うようになる。水のイオン積[H⁺][OH⁻]=一定という関係も、この計算の土台になる。化学基礎・単元10と関連
📖 化学基礎「pH（水素イオン指数）」を見てみる中和と塩
胃薬は、胃の中の余分な酸を「中和」して弱める薬。酸とアルカリを混ぜると、お互いの性質を打ち消し合い、水と新しい物質（塩）ができる。この反応を中和という。
酸とアルカリを混ぜると、H⁺ と OH⁻ が結びついて水になる——これを中和という。 同時に、酸の陰イオンとアルカリの陽イオンが結びついて塩（えん）ができる。
図2：HCl と NaOH の中和。H⁺ と OH⁻ が打ち消し合い、Na⁺ と Cl⁻ が食塩 NaCl を形成する。
🧂 塩（えん）の例
| 酸 | アルカリ | できる塩 | 塩の名前 |
|---|---|---|---|
| HCl（塩酸） | NaOH | NaCl | 塩化ナトリウム |
| H₂SO₄（硫酸） | NaOH | Na₂SO₄ | 硫酸ナトリウム |
| HNO₃（硝酸） | KOH | KNO₃ | 硝酸カリウム |
| H₂SO₄（硫酸） | Ca(OH)₂ | CaSO₄ | 硫酸カルシウム（石膏） |
❌ よくある誤解
「中和反応が起きている＝ちょうど中性になる」ではない。中和反応は酸とアルカリを混ぜた瞬間から少しずつ進んでおり、ちょうど過不足なく反応しきった点だけがpH7（中性）になる。
高校化学基礎では、中和反応を「酸の物質量×価数 ＝ アルカリの物質量×価数」という量的関係で計算する「中和滴定」を学ぶ。ビュレットやホールピペットを使った実験操作、滴定曲線の読み取りまで、中和を定量的に扱えるようになる。化学基礎・単元12と関連
📖 化学基礎「中和滴定の原理」を見てみる✅ この単元のまとめ
- 酸：H⁺ を生じる（HCl・H₂SO₄ など）、pH < 7
- アルカリ：OH⁻ を生じる（NaOH・KOH など）、pH > 7
- 中性：pH = 7（H⁺ と OH⁻ が同量）
- 指示薬：リトマス・BTB・フェノールフタレインで酸性/アルカリ性を判別
- 中和：H⁺ + OH⁻ → H₂O（酸とアルカリを打ち消し合う反応）
- 塩（えん）：中和で H₂O と一緒に生成する物質（例：NaCl）
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