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module: 105-02
language: ja
chapter: 105
title: "定量化学と酸塩基の基礎"
module_title: "酸塩基平衡、緩衝液、滴定の考え方"
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# 酸塩基平衡、緩衝液、滴定

## 問題の組み立て
### プロトンの供与体、受容体、保存量を特定
### ほぼ完結する反応か可逆的な平衡か
#### 二段階の混同は緩衝液計算の誤りに
### 摂氏25度の理想的な希薄水溶液

## 酸と塩基の定義
### ブレンステッド・ローリーの酸と塩基
### 共役対はプロトンと電荷1単位だけ異なる
### ルイス酸は電子対を受け取り塩基は与える
#### プロトン移動もルイスの説明に含まれる
#### ルイス相互作用はプロトン移動を伴うとは限らない
### どちらの定義かを明確にする

## 対数による測定
### pHは水素イオン活量の負の常用対数
#### 希薄溶液では濃度で活量を近似
### pHが1違えば活量は10倍違う
#### pHが2違えば100倍
#### pHの算術平均は混合後を表さない
### 水のイオン積は25度で約10の−14乗
#### pHとpOHの和は約14
### 中性は水素イオンと水酸化物イオンの活量が等しい
#### 中性のpHはイオン積で変わる
### 0から14は絶対的な限界ではない

## 強さと濃度は別の量
### ケーエーは生成物の活量積と酸の活量の比
#### ケーエー大、ピーケーエー小ほど強い酸
### 濃度は単位体積当たりに加えた酸の量
### 希薄な強酸と濃い弱酸は言葉で順位付け不可
### 例題は0.040モル、ケーエー10の−5乗
#### 小変化近似でpHは約3.20
#### 解離率は約1.58パーセント
#### 二次方程式の解でもほぼ同じpH
### 計算後に前提を確認する
#### 解離が大きければ減少した酸濃度を残す
#### 10の−8乗の強酸でpH8にはならない
#### 水の平衡でpHは7よりわずかに低い

## 緩衝液は有限の蓄え
### 弱酸と共役塩基、または弱塩基と共役酸
### 酸は塩基性成分を、塩基は酸性成分を消費
#### 緩衝作用のない溶液よりpH変化が小さい
### ヘンダーソン・ハッセルバルヒの式
#### どちらの成分もゼロとしない
### 10.0ミリモルずつ、ピーケーエー5でpH5
#### 強酸2.00ミリモルでエーマイナスがエイチエーに
#### 反応後の比8対12でpH4.82
#### 初めの比では変化なしと誤る

## 緩衝能
### 同じpHで各1.00ミリモルのみ
#### 共役塩基が尽きて強酸が余る
#### もはや二成分の緩衝液ではない
### 緩衝能はpHだけでなく量に依存
### 希釈で成分比とほぼpHは保たれる
#### 一定体積当たりの緩衝能は低下

## 滴定の各領域
### 当量点は化学量論的な量が反応した点
### 終点は指示薬や装置が示す変化
#### 近くなるべきだが同じ出来事ではない
### 当量点前は酸と共役塩基が共存
### 半当量点ではpHがピーケーエーに近似
### 例は弱酸2.00ミリモル、強塩基0.100
#### 当量点20.0、半当量点10.0ミリリットル
### 当量点後は過剰な強塩基が支配
#### 25.0で全体50.0中0.50ミリモル余る
#### 水酸化物イオン0.0100でpH12
### 領域ごとに必要なモデルが異なる

## 当量点のpH
### 共役塩基が水と反応する
#### 弱酸と強塩基ではpHは7より高い
#### 強酸と強塩基は加水分解なく中性
### ケーエーとケービーの積は水のイオン積
#### ケーエー10の−5乗でケービー10の−9乗
### 45.0中2.00ミリモルで約0.0444
### 水酸化物イオンはケービーと濃度の積の平方根
#### pOH約5.18、pH約8.82

## 強酸溶液の混合
### pH2とpH4を等体積ずつ混合
#### 約0.00505でpHは3ではなく約2.30
#### 濃い方が水素イオンの大部分を供給
### 体積の加成性と水の寄与の無視を仮定

## プロトン化と生物学的推論
### ピーケーエーより1高いと脱プロトン化約10対1
### 1低いと逆の比
### タンパク質には相互作用する複数の基
#### 一つの基では全体の電荷は決まらない
### 多価酸は段階的にプロトンを失う
### 解き方の習慣
#### 化学種を特定し化学量論反応を処理
#### 平衡モデルを選ぶ
#### 電荷収支と変化の方向で確かめる