酸のソースを表示

<!--{{出典の明記|date=2012-1}}{{酸と塩基}}-->
[[化学]]において、'''酸'''（さん、{{lang-en-short|acid}}）とは、[[一部]]の[[化学物質]]を指す総称である。具体的な定義は後述。[[塩基]]の[[対義語]]。

==概要==
一般に、[[水素イオン|プロトン]]（H<sup>+</sup>）を与える、または[[電子対]]を受け取る物質である。歴史上、概念の拡大を伴いながら、幾つかの定義が考えられた。

酸・塩基は相対的な概念である。ある物質に対する酸が、他の物質に対して塩基であることが多い。例えば、[[水]]は[[アンモニア]]に対して酸である（H<sup>+</sup>を与える）が、[[塩化水素]]に対して塩基である（H<sup>+</sup>を奪う）。
:<chem>H2O + NH3 <=> OH^- + NH4^+</chem>
:<chem>H2O + HCl <=> H3O^+ + Cl^-</chem>
ただし、多くの場合で「酸」とは水に対する酸を意味する。

酸としてはたらく性質を'''酸性'''（さんせい）という<ref>{{Cite web|和書|url=https://dictionary.goo.ne.jp/word/%E9%85%B8%E6%80%A7/#jn-91199|title=酸性（さんせい）の意味|publisher=goo国語辞書|accessdate=2020-11-06}}</ref>。酸の強さは、一般に[[酸性度定数]] ''K''<sub>a</sub> またはその負の[[常用対数]] {{pKa}} によって定量的に表される。[[酸解離定数]]の大きい酸を[[強酸]]、小さい酸を[[弱酸]]と呼ぶ。純[[硫酸]]より強い酸を、特に[[超酸]]（超強酸）と呼ぶことがある。

酸性水溶液は、[[水素イオン指数|pH]]を7未満とし、一般に[[酸味]]を呈する。酸のなかには、[[硝酸]]や硫酸、[[三酸化硫黄]]など、酸化反応でできるものがある。

酸や酸性は、文脈によって「[[求電子剤]]」「求電子性」とも言及される。

== 酸の定義 ==
{{Main|酸と塩基}}
以下に、それぞれの定義を概略のみ述べる。

; アレニウス酸 (Arrhenius acid)
: [[スヴァンテ・アレニウス|アレニウス]]の定義による酸。水溶液中において[[水素#水素イオンと水素化物イオン|プロトン]] (<chem>H^+</chem>) を出す物質。下式において、[[塩化水素]] (HCl) はアレニウス酸としてはたらいている。
: <chem>HCl -> H^+ + Cl^-</chem>

; ブレンステッド酸 (Brønsted acid)
: [[ヨハンス・ブレンステッド|ブレンステッド]]-[[マーチン・ローリー|ローリー]]の定義による酸。反応する相手「B」に対しプロトンを与える物質。下式の反応で「'''AH'''」、あるいは「'''A'''<sup>+</sup>'''H'''」がブレンステッド酸。
: <chem>\mathbf{AH}{} + B -> A^{-}{} + BH^+</chem>
: <chem>\mathbf{A^+H}{} + B -> A{} + BH^+</chem>

; ルイス酸 (Lewis acid)
: [[ギルバート・ルイス|ルイス]]の定義による酸。電子対を受け取る物質。下式の反応で「'''A'''」がルイス酸。
: [[ファイル:Lewis_acid-base_equilibrium.png|class=skin-invert-image|250px|ルイス酸塩基反応]]

== 酸の塩基度 ==
酸の1分子中に含まれる水素原子のうち、金属原子で置き換えられる水素原子の数をその酸の塩基度といい、塩基度2以上の酸を多塩基酸と呼ぶ。

=== 一塩基酸 ===
一塩基酸は[[中和反応]]において、一分子につきひとつの[[プロトン]]を出す。

（例：HA=一塩基酸）:
: <chem>HA(aq) + H2O(l) <=> H3O^+ (aq) + A^- (aq) </chem>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ''K''{{sub|a}}

=== 多塩基酸 ===
多塩基酸は[[中和 (化学)|中和反応]]でその塩基度の数だけプロトンを出すことができる。

（例：H<sub>2</sub>A=二塩基酸）
: <chem>H2A(aq) + H2O(l) <=> H3O^+(aq) + HA^- (aq)</chem> &nbsp; &nbsp; &nbsp; ''K''{{sub|a1}}
: <chem>HA^{-}(aq) + H2O(l) <=> H3O^+(aq) + A^{2-}(aq)</chem> &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; ''K''{{sub|a2}}
ここで一般的に''K''<sub>a1</sub> > ''K''<sub>a2</sub>となる。

多塩基酸の濃度分率は一般に''α''
:<math>
\alpha_{\mathrm{H}_{n-i} \mathrm{A}^{i-} }= {{[\mathrm{H}^+ ]^{n-i} \displaystyle \prod_{j=0}^{i}K_j} \over { \displaystyle \sum_{i=0}^n \Bigl( [\mathrm{H}^+ ]^{n-i} \displaystyle \prod_{j=0}^{i}K_j} \Bigr) }
</math>
で求めることができる。

== 代表的な酸 ==
*無機酸
**[[ハロゲン化水素]]とその溶液
***[[塩化水素]]（[[塩酸]]）、[[臭化水素]]（[[臭化水素酸]]）、[[ヨウ化水素]]（[[ヨウ化水素酸]]）
**[[ハロゲンオキソ酸]]
***[[次亜塩素酸]]、[[亜塩素酸]]、[[塩素酸]]、[[過塩素酸]]
***[[次亜臭素酸]]、[[亜臭素酸]]、[[臭素酸]]、[[過臭素酸]]
***[[次亜ヨウ素酸]]、[[ヨウ素酸]]、[[過ヨウ素酸]]
**[[硫酸]](H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>)
**[[フルオロスルホン酸]]
**[[硝酸]](HNO<sub>3</sub>)
**[[リン酸]](H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>)
**[[ヘキサフルオロアンチモン酸]]
**[[テトラフルオロホウ酸]]
**[[ヘキサフルオロリン酸]]
**[[クロム酸]](H<sub>2</sub>CrO<sub>4</sub>)
**[[ホウ酸]](H<sub>3</sub>BO<sub>3</sub>)
*スルホン酸
**[[メタンスルホン酸]]
**[[エタンスルホン酸]]
**[[ベンゼンスルホン酸]]
**[[p-トルエンスルホン酸]]
**[[トリフルオロメタンスルホン酸]]
**[[ポリスチレンスルホン酸]]
*カルボン酸
**[[酢酸]]
**[[クエン酸]]
**[[ギ酸]]
**[[グルコン酸]]
**[[乳酸]]
**[[シュウ酸]]
**[[酒石酸]]
*ビニル性カルボン酸
**[[アスコルビン酸]]
**[[メルドラム酸]]
*核酸
**[[デオキシリボ核酸]]
**[[リボ核酸]]

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
{{Reflist}}

== 関連項目 ==
{{Wiktionary|酸}}
* [[酸と塩基]]
* [[塩基]]
* [[王水]]
* [[ピラニア溶液]]
* [[フッ化水素酸]]
*{{prefix}}
*{{intitle}}

== 外部リンク ==

* {{Kotobank}}
{{Normdaten}}
{{デフォルトソート:さん}}
[[Category:酸|*]]
[[Category:化学]]
[[Category:溶液化学]]
[[Category:酸塩基化学]]
[[Category:イオン]]