【完全版】酸・塩基の価数の意味・覚え方・一覧と多段階電離 – サイエンスストック

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⁺ + NO₃^－	1価	HF（フッ化水素酸）→ H⁺ + F^－CH₃COOH（酢酸）→ H⁺ + CH₃COO^－
H₂SO₄（硫酸）→ 2H⁺ + SO₄^2－	2価	H₂CO₃（炭酸）→ 2H⁺ + CO₃^2－H₂S（硫化水素）→ 2H⁺ + S^2－ H₂C₂O₄（シュウ酸）→ 2H⁺ + C₂O₄^2－または(COOH)₂（シュウ酸）→ 2H⁺ + (COO)₂^2－
	3価	H₃PO₄（リン酸）→ 3H⁺ + PO₄^3－

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⁺ + OH^－	1価	NH₃（アンモニア）→ NH₄⁺ + OH^－
Ca(OH)₂（水酸化カルシウム）→ Ca²⁺ + 2OH^－	2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。

参考【間違いだらけの勉強法】正しい化学の勉強法とは？｜現役プロ講師が1000名以上の個別指導で蓄積したノウハウを公開サイエンスストック｜高校化学をアニメーションで理解する

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