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【完全版】酸・塩基の価数の意味・覚え方・一覧と多段階電離

炭酸水溶液の例

酸の価数とは、酸1分子が出しうる水素イオンH+の数のことであり、塩基の価数とは塩基1化学式が出しうる水酸化物イオンOHの数または受けとることができる水素イオンH+の数のことです。本記事では、価数の覚え方、多段階電離との関連性、間違いやすいアンモニアと酢酸の価数の注意点、入試必出の価数の一覧についてわかりやすく解説します。 ちなみに僕は10年以上にわたりプロとして個別指導で物理化学を教えてきました。

おかげさまで、個別指導で教えてきた生徒は1000名以上、東大京大国公立医学部合格実績は100名以上でして、目の前の生徒だけでなく、高校化学で困っている方の役に立てればと思い、これまでの経験をもとに化学の講義をまとめています。参考になれば幸いです。

酸・塩基の価数

酸の価数とは、酸1分子が出しうる水素イオンH+の数のことであり、塩基の価数とは塩基1化学式が出しうる水酸化物イオンOHの数または受けとることができる水素イオンH+の数のことです。 価数の覚え方としては、酸・塩基の化学式およびイオンの形を覚えることが最もベストです。化学式を見れば判断できる場合がほとんどであり、イオンの価数で確実に判断できます。HClは化学式中にHを1つもっているので1価の酸、Ca(OH)2は化学式中に2つのOHをもっているので2価の塩基となります。 ただし、このときに間違えやすいのがアンモニアと酢酸です。 アンモニアNH3はH+を1つだけ受け取りNH4+となるため価数は1です。3ではありません。 酢酸CH3COOHはH+を1つだけ放出しCH3COOとなるため価数は1です。3でも4でもありません

酸・塩基の価数の一覧

それでは高校化学(受験化学)で出題される酸・塩基の価数の一覧(強弱もついでに)を示します。 電離したときのイオンの価数と一致するので、イオンを覚えておけばすべて判断できます。

酸の価数一覧表

酸一覧
強酸価数弱酸
HCl(塩酸)→ H+ + Cl HBr(臭化水素酸)→ H+ + Br HI(ヨウ化水素酸)→ H+ + I HNO3(硝酸)→ H+ + NO31価HF(フッ化水素酸)→ H+ + F CH3COOH(酢酸)→ H+ + CH3COO
H2SO4(硫酸)→ 2H+ + SO42-2価H2CO3(炭酸)→ 2H+ + CO32- H2S(硫化水素)→ 2H+ + S2- H2C2O4(シュウ酸)→ 2H+ + C2O42- または(COOH)2(シュウ酸)→ 2H+ + (COO)22-
3価H3PO4(リン酸)→ 3H+ + PO43-

塩基の価数一覧表

塩基一覧
強塩基価数弱塩基
NaOH(水酸化ナトリウム)→ Na+ + OH1価NH3(アンモニア)→ NH4+ + OH
Ca(OH)2(水酸化カルシウム)→ Ca2+ + 2OH2価Cu(OH)2(水酸化銅)→ Cu2+ + 2OH Mg(OH)2(水酸化マグネシウム)→ Mg2+ + 2OH Zn(OH)2(水酸化亜鉛)→ Zn2+ + 2OH
3価Al(OH)3(水酸化アルミニウム)→ Al3+ + 3OH Fe(OH)3(水酸化鉄)→ Fe3+ + 3OH

多段階電離とは

価数が2以上の酸・塩基は、実際には上記のようにいっぺんに電離しているわけではありません。 例えば、硫酸の場合、 H2SO4 ⇄ H+ + HSO4 HSO4 ⇄ H+ + SO42 と2段階の電離を経ています。 リン酸の場合は以下です。 H3PO4 ⇄ H+ + H2PO4 H2PO4 ⇄ H+ + HPO42 HPO42 ⇄ H+ + PO43 と3段階の電離を経ています。 第1段の電離が最も起こりやすく,第2段,第3段となるにしたがって電離は急激に起こりにくくなります。 その理由は、例えばリン酸の電離式の右辺を見てください。 H3PO4 ⇄ H+ + H2PO4 H2PO4 ⇄ H+ + HPO42 HPO42 ⇄ H+ + PO43 第1段階、第2段階、第3段階となるにしたがって「-」の価数が増えています。 すると、H+ とH2PO4の間で働く引力よりも、H+ と HPO42のほうが、 H+ + PO43のほうが強いのです。 そのため、第2段階、第3段階となったほうが電離が起こりにくくなります。 酸塩基の強弱について知りたい方は以下を参考にしてください。 【完全版】電離度の意味と強酸・強塩基・弱酸・弱塩基と一覧

さいごに

酸・塩基の価数は単元の理解を進めていくうえで土台となる部分ですので、かならず理解しておきましょう。 なお、僕がこれまで1000名以上の個別指導で、生徒の成績に向き合ってきた経験をもとにまとめた化学の勉強法も参考にしてもらえれば幸いです。 また、本記事をググってくださったときのように、参考書や問題集を解いていて質問が出たときに、いつでもスマホで質問対応してくれる塾はこれまでありませんでした。 しかし、2020年より駿台がこの課題を解決してくれるサービスmanaboを開始しました。今のところ塾業界ではいつでも質問対応できるのは駿台だけかと思います。塾や予備校を検討している方の参考になれば幸いです。

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