酸と塩基にはさまざまな定義があります。ここでは、高校化学で学ぶアレニウスの定義とブレンステッド・ローリーの定義について解説します。
1.1 アレニウスの定義
酸: 水中で電離して水素イオン H+を生じる物質
塩基: 水中で電離して水酸化物イオン OH–を生じる物質
アレニウスの定義では、酸と塩基は水に溶けたときに生じるイオンの種類によって定義されています。
例えば、塩化水素 HCl や硝酸 HNO3 を水に溶かすと
HCl → H+ + Cl–
HNO3 → H+ + NO3–
のように、水素イオンを生じます。つまり、塩化水素や硝酸は酸に分類されます。
また、水酸化ナトリウム NaOH やアンモニア NH3 は水酸化物イオンを生じるため、塩基に分類されます。
NaOH → Na+ + OH–
NH3 + H2O ⇆ NH4+ + OH–
1.2 ブレンステッド・ローリーの定義
酸: 水素イオン H+を他の物質に与える物質
塩基: 水素イオン H+を他の物質から受け取る物質
ブレンステッド・ローリーの定義では、水素イオン H+ の受け渡しで、酸と塩基を定義します。
例えば、塩化水素とアンモニアが反応する場合、塩化水素は水素イオンをアンモニア与えているため酸、アンモニアは水素イオンを塩化水素から受け取っているため塩基となります。
HCl + NH3 → NH4+ + Cl–