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酸性・アルカリ性は、性質の暗記だけでなく H+ と OH- のどちらが関わるかで整理します。
酸とアルカリ ── 出すイオンで決まる
酸：水に溶けると H⁺（水素イオン）を出す物質。
例：HCl（塩酸）、H₂SO₄（硫酸）、HNO₃（硝酸）、酢酸 CH₃COOH
アルカリ：水に溶けると OH⁻（水酸化物イオン）を出す物質。
例：NaOH（水酸化ナトリウム）、Ca(OH)₂（水酸化カルシウム）、KOH
塩酸：HCl → H⁺ + Cl⁻ ← H⁺ を出す → 酸
水酸化ナトリウム：NaOH → Na⁺ + OH⁻ ← OH⁻ を出す → アルカリ
酸性・中性・アルカリ性 ── 性質の3区分
- 酸性：青色リトマス紙を 赤に変える。BTB液が 黄
- 中性：BTB液が 緑、リトマス紙はそのまま
- アルカリ性：赤色リトマス紙を 青に変える。BTB液が 青
身近な酸とアルカリ
| 酸（H⁺ を出す） | アルカリ（OH⁻ を出す） |
|---|---|
| レモン汁（クエン酸） | 石けん水 |
| 食酢（酢酸） | 重曹水 |
| 炭酸水（炭酸） | アンモニア水 |
| 胃酸（塩酸） | 水酸化カルシウム（消石灰） |
| 硫酸（自動車バッテリーの液など） | 水酸化ナトリウム（パイプクリーナー） |
指示薬の色変化
青色リトマス紙 → 酸性で赤に変化
赤色リトマス紙 → アルカリ性で青に変化
BTB液：酸性 黄／中性 緑／アルカリ性 青
フェノールフタレイン：酸性・中性 無色／アルカリ性 赤
紫キャベツ液：色がpHにより細かく変化
pH（ピーエイチ）── 酸性・アルカリ性の強さ
pH = 7 が中性、7 より小さいほど酸性が強い、7 より大きいほどアルカリ性が強い。
- pH 0〜2：強酸（塩酸、硫酸）
- pH 3〜6：弱酸（レモン、酢、雨水）
- pH 7：中性（純水）
- pH 8〜10：弱アルカリ（重曹、石けん）
- pH 12〜14：強アルカリ（水酸化ナトリウム）
酸とアルカリの強さは「電離度」で決まる
同じ酸でも、強い酸（塩酸、硫酸）は 水に溶けたほぼ全部が電離する。一方、弱い酸（酢酸、炭酸）は 一部しか電離しない。アルカリも同様で、電離度の高いものほど強い。
pHの数値と身近な液体
| pH | 液体 | 性質 |
|---|---|---|
| 1 | 胃酸・塩酸 | 強酸 |
| 2-3 | レモン汁・酢 | 強めの酸性 |
| 4-5 | 炭酸水・コーヒー | 弱酸 |
| 5.6 | 普通の雨水 | 弱酸（CO₂溶解） |
| 6 | 牛乳 | ほぼ中性 |
| 7 | 純水・人の血液（7.4） | 中性 |
| 8-9 | 海水・重曹水 | 弱アルカリ |
| 10-11 | 石けん水 | 中アルカリ |
| 13-14 | 水酸化ナトリウム | 強アルカリ |
強酸・強アルカリの危険性
濃硫酸 H₂SO₄：水を吸収して発熱、皮膚を激しく腐食
塩酸 HCl：気体（塩化水素）が出やすい、目・呼吸器に有害
水酸化ナトリウム NaOH：タンパク質を溶かす、目に入ると失明の恐れ
→ 実験では 保護メガネ・ゴム手袋必須
→ 薄めるときは 水に酸を加える（逆は飛び散る危険）
電離度と強さ
電離度 = 電離した分子数 / 全分子数
強酸・強アルカリ：電離度がほぼ1（100%電離）
例：HCl、HNO₃、H₂SO₄、NaOH、KOH
弱酸・弱アルカリ：電離度が小さい（一部だけ電離）
例：酢酸、炭酸、アンモニア
- 「酸 = 酸っぱい」と感覚で覚えるのでなく、「H⁺ を出す物質」と定義で覚える。
- 水酸化ナトリウムは強アルカリ。皮膚や目に触れると危険（タンパク質を溶かす）。
- レモンは pH 2〜3 で酸性は強め。ただし塩酸のような「強酸」とは、電離度で区別する。
- pH が 1 違う = 水素イオン濃度が 10倍違う
- pH 3 と pH 5 では 100倍の差
- pH 7 は中性、6 でも弱酸、8 でも弱アルカリ
- 強い酸 = 電離度が大きい（HCl, H₂SO₄）
- 濃い酸 = 水溶液の中に酸が多い（薄めれば薄まる）
- 強い酸でも薄めれば pH は上がる（中性に近づく）
- 弱い酸でも濃ければ pH は下がる
練習問題
次の物質は酸かアルカリか。電離の式で示せ。
- 塩酸 HCl
- 水酸化カリウム KOH
- 硫酸 H₂SO₄
- 水酸化カルシウム Ca(OH)₂
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(1) HCl → H⁺ + Cl⁻ 酸
(2) KOH → K⁺ + OH⁻ アルカリ
(3) H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄²⁻ 酸
(4) Ca(OH)₂ → Ca²⁺ + 2OH⁻ アルカリ
BTB液を加えると次の色になった。それぞれ酸性・中性・アルカリ性のどれか。
- 黄
- 緑
- 青
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(1) 酸性 (2) 中性 (3) アルカリ性
pH = 4 の水溶液は、酸性・中性・アルカリ性のどれか。pH 12 は。
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pH 4：酸性（弱酸〜中酸） ／ pH 12：強アルカリ性
まとめ
- 酸 = 水に溶けて H⁺ を出す 物質。アルカリ = OH⁻ を出す。
- 酸性：青リトマス → 赤、BTB 黄／アルカリ性：赤リトマス → 青、BTB 青
- pH：0〜14。pH 7 が中性、それより小=酸性、大=アルカリ性。
- 強さは 電離度（水に溶けたとき何%がイオンになるか）で決まる。