化学【完全版】酸・塩基の価数の意味・覚え方・一覧と多段階電離

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【詳解】酸・塩基の価数とは何なのか、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。解説担当は、灘・甲陽在籍生100名を超え、東大京大国公立医学部合格者を多数輩出する学習塾「スタディ・コラボ」の化学科講師です。

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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+ + NO3

1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+ + 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。

 

まとめ

灘・甲陽在籍生100名を超え、東大京大国公立医学部合格者を多数輩出する学習塾「スタディ・コラボ」の化学科講師より酸・塩基の価数について解説を行いました。しっかりと覚えておきましょう。

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