問1
★
中和反応
中和反応で、酸の H⁺ と塩基の OH⁻ が結びついてできる物質は何か。
答えを見る
答え水
H⁺ + OH⁻ → H₂O。
高校化学基礎
Unit 11 ・ 単元5「酸と塩基」3/4ページ
中和反応と塩
塩酸と水酸化ナトリウムを混ぜると食塩水になる。これが中和反応。
生じる「塩」の種類と水溶液がなぜ酸性・塩基性になるかを、はじめての人から難関大志望者まで使えるレベルで学ぼう。
⚖️ 中和の条件🧂 塩の分類💧 加水分解
📍 単元5「酸と塩基」3/4ページ:① 酸と塩基 → ② pH → ③ 中和反応(このページ) → ④ 中和滴定
1
中和反応
虫刺されにアルカリ性の薬を塗るのは、虫の毒(酸性)を打ち消すため。酸性のものと塩基性のものを混ぜると、互いの性質を打ち消し合う——これが中和反応。塩酸(酸性)と水酸化ナトリウム水溶液(塩基性)を過不足なく混ぜると、性質を持たない食塩水になる。
酸のH⁺と塩基のOH⁻が1:1で反応して水を生じる反応が中和反応。中和点では酸から出たH⁺のmol数と塩基から出たOH⁻のmol数が等しい。
FORMULA — 中和の条件
酸のH⁺のmol = 塩基のOH⁻のmol → c_a × V_a × a = c_b × V_b × b
c: モル濃度[mol/L] V: 体積[L] a: 酸の価数 b: 塩基の価数
図1:HCl + NaOHの中和。H⁺とOH⁻が結合してH₂Oが生成し、Na⁺とCl⁻が残って塩NaClを形成する。
❌ よくある誤解
誤:中和反応が起きると、その水溶液は必ず中性(pH=7)になる
正:「中和」は酸のH⁺と塩基のOH⁻がmolで過不足なく反応したことを意味するのであって、できた水溶液のpHが必ず7になるとは限らない
弱酸と強塩基の中和(例:酢酸+NaOH)では、ちょうど中和した時点でも生じた塩(酢酸ナトリウム)の性質により水溶液は塩基性になる。これは次のトピックで詳しく学ぶ。
誤:中和の量的関係(c_a V_a a = c_b V_b b)は、強酸・強塩基のときしか使えない
正:この関係は酸・塩基の強弱に関係なく、中和反応であれば常に成り立つ(強弱が影響するのはpHの値であって、mol計算の関係式ではない)
弱酸でも、反応が進むにつれて電離平衡が右へ移動し続けるため、最終的にはすべてのH⁺を放出しきる。だからmolの量的関係は強弱によらず成立する。
💡 なぜ「中和」というのか?
酸のH⁺と塩基のOH⁻が結びつくと、電気的に中性なH₂O(水)になる。反応に使われた分だけH⁺とOH⁻という「性質の源」が消費されて水に変わるため、酸性・塩基性という性質どうしが打ち消し合う——これが「中和」という名前の由来。
中和反応の量的関係を一般化すると、酸から生じるH⁺の物質量と、塩基から生じるOH⁻の物質量が等しくなった点を当量点(equivalence point)という。当量点(中和点)は、実験で指示薬の色が変わる点(終点)と必ずしも一致するとは限らず、弱酸・弱塩基が関わる場合はこの2つの違いを意識する必要がある。この点は次の中和滴定のページでさらに詳しく扱う。
🎯 入試での問われ方
多価の酸・塩基(H₂SO₄やCa(OH)₂など)を含む中和の量的計算では、価数のかけ忘れによるミスが非常に多い。価数を含めた計算式を毎回きちんと書く習慣をつけることが重要。
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塩の種類と水溶液の性質
「塩(えん)」と聞くと食塩(塩化ナトリウム)を思い浮かべるが、化学でいう「塩」は中和反応でできるイオン性の物質全般を指す。面白いことに、中和で「性質を打ち消し合った」はずなのに、できた塩の水溶液自体は酸性になったり塩基性になったりすることがある。
中和で生じる塩(えん)の水溶液は、由来する酸と塩基の強弱によってpHが変わる。弱酸や弱塩基由来の塩は加水分解を起こして中性以外になる。
📋 塩の分類と水溶液のpH
| 塩の種類 | 由来 | 水溶液のpH | 例 |
|---|---|---|---|
| 強酸と強塩基からなる塩 | 強酸 + 強塩基 | 中性(≈7) | NaCl, KNO₃, Na₂SO₄ |
| 弱酸由来の塩 | 弱酸 + 強塩基 | 塩基性(>7) | CH₃COONa, Na₂CO₃ |
| 弱塩基由来の塩 | 強酸 + 弱塩基 | 酸性(<7) | NH₄Cl, CuSO₄ |
加水分解の例:CH₃COO⁻ + H₂O ⇌ CH₃COOH + OH⁻(弱酸CH₃COOHが再生 → 溶液が塩基性)
❌ よくある誤解
誤:「塩」という言葉は「水溶液が中性になる塩」だけを指す
正:「塩」は中和で生じるイオン性化合物全般を指す総称であり、水溶液が酸性になる塩(NH₄Clなど)・塩基性になる塩(CH₃COONaなど)もすべて「塩」に含まれる
「塩の名前」と「その水溶液の液性」は別の話。NaClの水溶液は中性だが、水溶液が中性にならない CH₃COONaや NH₄Clも(名前に"塩"とつかなくても)化学的には塩の一種。
誤:CH₃COONaの水溶液が塩基性になるのは、NaOHが残っているからだ
正:中和は過不足なく進んでおりNaOHは残っていない。塩基性になるのは、生じた酢酸イオンCH₃COO⁻が水と反応して(加水分解して)OH⁻を生じるためである
「反応物が残っている」のではなく、「生成物であるイオンが新たに水と反応する」という別の反応(加水分解)が原因である点を混同しないこと。
💡 なぜ弱酸由来の塩の水溶液は塩基性になるのか?
CH₃COO⁻(酢酸イオン)は、もとの弱酸CH₃COOHが「電離したがらない」性質を反映して、水中のH⁺を引き寄せてCH₃COOHに戻ろうとする傾向がある(CH₃COO⁻+H₂O⇌CH₃COOH+OH⁻)。この反応で水からH⁺が引き抜かれる分、水溶液中にOH⁻が余り、全体として塩基性に傾く。強酸由来の陰イオン(Cl⁻など)はこのような性質を持たないため、強酸と強塩基からなる塩の水溶液は中性のままになる。
塩の加水分解のしやすさは、もとになった酸・塩基の電離定数(K_a, K_b)と関係している。弱酸由来の陰イオンの加水分解定数K_hは、K_h = K_w / K_a という関係で表される。K_aが小さい(弱酸としての性質が強い)ほど、その共役塩基であるイオンは加水分解しやすく、水溶液はより強く塩基性に傾く。加水分解定数の定量的な扱いは発展的内容
🎯 入試での問われ方
与えられた塩の水溶液が酸性・中性・塩基性のどれになるかを、もとになった酸・塩基の強弱から判断させる問題は頻出。炭酸水素ナトリウム(NaHCO₃)のような酸性塩でも水溶液が塩基性になる例は、名前と液性の混同を突くひっかけとしてよく出題される。
🎯 練習問題
まず自分で解いてから、「答えを見る」を押して確かめよう。
問2
★★
中和の量的関係
0.10 mol/L の塩酸 20 mL を過不足なく中和するのに必要な、0.10 mol/L の水酸化ナトリウム水溶液は何mLか。
答えを見る
答え20 mL
酸の H⁺ の物質量 = 塩基の OH⁻ の物質量。どちらも1価。
問3
★★
中和の量的関係（2価の酸）
0.10 mol/L の硫酸 10 mL を過不足なく中和するのに必要な、0.20 mol/L の水酸化ナトリウム水溶液は何mLか。
答えを見る
答え10 mL
硫酸は2価。0.10 × 10 × 2 = 0.20 × V × 1。
問4
★★
塩の水溶液の性質
次の塩のうち、水溶液が塩基性を示すものはどれか。
- アNaCl
- イNH₄Cl
- ウCH₃COONa
- エKNO₃
答えを見る
答えウ
弱酸（酢酸）と強塩基（NaOH）からできた塩。
問5
★★
塩の水溶液の性質
塩化アンモニウム NH₄Cl の水溶液は、酸性・中性・塩基性のどれを示すか。
答えを見る
答え酸性
強酸（HCl）と弱塩基（NH₃）からできた塩。
問6
★★★
中和の量的関係（2価の塩基）
0.10 mol/L の塩酸 30 mL を過不足なく中和するのに必要な、0.050 mol/L の水酸化バリウム Ba(OH)₂ 水溶液は何mLか。水酸化バリウムは2価の強塩基である。
答えを見る
答え30 mL
水酸化バリウム Ba(OH)₂ は2価。0.10 × 30 × 1 = 0.050 × V × 2。
✅ この単元のまとめ
- 中和反応:H⁺ + OH⁻ → H₂O(酸と塩基の反応)。中和後の水溶液が必ず中性とは限らない
- 中和の条件:c_a×V_a×a = c_b×V_b×b(強弱に関係なく成立)
- 塩:中和で生じるイオン性化合物の総称(強酸と強塩基からなる塩・弱酸由来の塩・弱塩基由来の塩)
- 強酸＋強塩基の塩 → 中性;弱酸由来の塩 → 塩基性;弱塩基由来の塩 → 酸性(弱酸由来・弱塩基由来の塩の液性は加水分解による。強酸と強塩基からなる塩は加水分解しない)
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