塩の性質(正塩・酸性塩・塩基性塩)

要点整理

塩の分類(組成による分類)

酸と塩基が中和してできる塩は、化学式の組成によって次の3種類に分類されます。

• 正塩:化学式の中に、酸のHや塩基のOHが残っていない塩(例:$\ce{NaCl}$、$\ce{CH3COONa}$、$\ce{NH4Cl}$、$\ce{Na2SO4}$)
• 酸性塩:化学式の中に、まだ電離していない酸のH原子が残っている塩(例:$\ce{NaHSO4}$、$\ce{NaHCO3}$)
• 塩基性塩:化学式の中に、まだ電離していない塩基の $\ce{OH}$ が残っている塩(例:$\ce{MgCl(OH)}$)

ここでとても大切な注意点があります。この「正塩・酸性塩・塩基性塩」という分類は、あくまで化学式の見た目上の組成による分類であり、その水溶液が実際に酸性を示すか塩基性を示すかとは、直接の関係がありません。例えば $\ce{CH3COONa}$ は(酢酸のHがすべてNaに置き換わっているので)正塩に分類されますが、水溶液は塩基性を示します。逆に $\ce{NaHCO3}$ は酸性塩に分類されますが、水溶液は塩基性を示します。「酸性塩だから水溶液も酸性のはず」と思い込まないように注意しましょう。

塩の水溶液の液性(加水分解)

塩の水溶液が実際に酸性・中性・塩基性のどれを示すかは、その塩がもとになった酸と塩基の強弱の組み合わせによって決まります。

もとの酸	もとの塩基	水溶液の液性	例
強酸	強塩基	中性	$\ce{NaCl}$(塩酸+水酸化ナトリウム)
強酸	弱塩基	酸性	$\ce{NH4Cl}$(塩酸+アンモニア)
弱酸	強塩基	塩基性	$\ce{CH3COONa}$(酢酸+水酸化ナトリウム)、$\ce{Na2CO3}$

この現象が起こる理由は、塩を水に溶かしたときに生じるイオンが、水と反応して $\ce{H+}$ や $\ce{OH-}$ を生じること(塩の加水分解)にあります。

例えば $\ce{CH3COONa}$ は水溶液中で完全に電離し、$\ce{CH3COO-}$ と $\ce{Na+}$ になります。$\ce{CH3COO-}$ は弱酸 $\ce{CH3COOH}$ の共役塩基であり、水と次のように反応します。

$\ce{CH3COO- + H2O <=> CH3COOH + OH-}$

$\ce{CH3COOH}$ が弱酸(電離しにくい、つまり $\ce{H+}$ と強く結びつきたがる)であるために、$\ce{CH3COO-}$ は水から $\ce{H+}$ を奪って安定な $\ce{CH3COOH}$ に戻ろうとします。その結果、水溶液中に $\ce{OH-}$ が余り、塩基性を示します。

反対に $\ce{NH4Cl}$ では、$\ce{NH4+}$ が次のように水と反応します。

$\ce{NH4+ + H2O <=> NH3 + H3O+}$

$\ce{NH3}$ が弱塩基であるために、$\ce{NH4+}$ は水に $\ce{H+}$ を渡して $\ce{NH3}$ に戻ろうとする傾向があり、その結果 $\ce{H3O+}$ が生じて酸性を示します。

なお、強酸と強塩基からできた $\ce{NaCl}$ の場合、$\ce{Na+}$ も $\ce{Cl-}$ も、もとが強酸・強塩基由来のイオンであるため、水とはほとんど反応しません。そのため中性を示します。

例題

例題1(基本)

問題

次の塩を、正塩・酸性塩・塩基性塩に分類せよ。

(1) $\ce{NaCl}$ (2) $\ce{NaHSO4}$ (3) $\ce{MgCl(OH)}$ (4) $\ce{CH3COONa}$

解答・解説を見る

化学式の中に、電離していない酸のHや塩基のOHが残っているかどうかを確認します。

(1) $\ce{NaCl}$:酸のHも塩基のOHも残っていない → 正塩

(2) $\ce{NaHSO4}$:硫酸 $\ce{H2SO4}$ のH原子のうち1個がまだ残っている → 酸性塩

(3) $\ce{MgCl(OH)}$:水酸化マグネシウム $\ce{Mg(OH)2}$ の $\ce{OH}$ のうち1個がまだ残っている → 塩基性塩

(4) $\ce{CH3COONa}$:酢酸 $\ce{CH3COOH}$ の電離できるHがすべてNaに置き換わっている → 正塩

答え:(1) 正塩 (2) 酸性塩 (3) 塩基性塩 (4) 正塩

例題2(標準)

問題

次の塩の水溶液は、酸性・中性・塩基性のいずれを示すか。理由も述べよ。

(1) $\ce{NaCl}$ (2) $\ce{NH4Cl}$ (3) $\ce{CH3COONa}$

解答・解説を見る

もとになった酸と塩基の強弱を確認します。

(1) $\ce{NaCl}$ は強酸 $\ce{HCl}$ と強塩基 $\ce{NaOH}$ からできた塩なので、加水分解が起こらず中性を示す。

(2) $\ce{NH4Cl}$ は強酸 $\ce{HCl}$ と弱塩基 $\ce{NH3}$ からできた塩なので、$\ce{NH4+}$ の加水分解によって $\ce{H3O+}$ が生じ、酸性を示す。

(3) $\ce{CH3COONa}$ は弱酸 $\ce{CH3COOH}$ と強塩基 $\ce{NaOH}$ からできた塩なので、$\ce{CH3COO-}$ の加水分解によって $\ce{OH-}$ が生じ、塩基性を示す。

答え:(1) 中性 (2) 酸性 (3) 塩基性

例題3(応用)

問題

(1) 酢酸ナトリウム $\ce{CH3COONa}$ の水溶液が塩基性を示す理由を、化学反応式を用いて説明せよ。

(2) 炭酸水素ナトリウム $\ce{NaHCO3}$ は組成の上では酸性塩に分類されるが、その水溶液は塩基性を示すことが知られている。この事実は「酸性塩の水溶液は必ず酸性を示す」という考え方について、何を示しているか説明せよ。

解答・解説を見る

(1)

$\ce{CH3COONa}$ は水溶液中で完全に電離し、$\ce{CH3COO-}$ と $\ce{Na+}$ になる。$\ce{CH3COO-}$ は弱酸 $\ce{CH3COOH}$ の共役塩基であるため、水と次のように反応(加水分解)し、$\ce{OH-}$ を生じる。

$\ce{CH3COO- + H2O <=> CH3COOH + OH-}$

この結果、水溶液中で $\ce{OH-}$ が過剰になり、塩基性を示す。

(2)

「正塩・酸性塩・塩基性塩」という呼び名は、化学式の中にHやOHが残っているかどうかという組成上の分類にすぎない。一方、水溶液が実際に示す酸性・塩基性(液性)は、もとになった酸・塩基の強弱の組み合わせと、それによる加水分解の起こりやすさで決まる、まったく別の基準である。$\ce{NaHCO3}$ の例は、この2つの分類基準が必ずしも一致しないことを示しており、「酸性塩だから水溶液は酸性」と決めつけるのは誤りであることがわかる。

答え:(1) 上記の加水分解反応により $\ce{OH-}$ が生じるため (2) 塩の組成による分類(正塩・酸性塩・塩基性塩)と、水溶液の実際の液性(酸性・中性・塩基性)は別の基準であり、一致するとは限らない

練習問題

問題

炭酸ナトリウム $\ce{Na2CO3}$ の水溶液は酸性・中性・塩基性のどれを示すか、理由とともに答えよ。

答え

塩基性。$\ce{Na2CO3}$ は弱酸(炭酸 $\ce{H2CO3}$)と強塩基($\ce{NaOH}$)からできた正塩であり、$\ce{CO3^2-}$ が水と反応して $\ce{OH-}$ を生じる($\ce{CO3^2- + H2O <=> HCO3- + OH-}$)ため。