酢酸のpKaを計算する方法

前回、サラダにタルトドレッシングを少し楽しんだとき、またはバルサミコ酢のスプラッシュを楽しんだときは、 あなたはおそらく、味わい深い味覚の経験を楽しむのに忙しくて、根底にあるものを理解することができませんでした 化学。

印象的なフレーバーと種類の酢ペッパーが市場に出回っており、2010年代の終わりまでには 「酢を飲む」は、米国中の健康食品や食料品店の棚に登場しました。 州。 しかし、これらすべてに共通する点が少なくとも1つあります。これらのドレッシングとソースに独特の「熱」を与える成分は、酢酸と呼ばれる分子です。

酢酸の使用は調味料の世界に限定されませんが、これは確かに、この化合物を必要としている自分に突然資金を提供した場合に調べるスーパーマーケットの最初の通路です。 酸塩基の化学的性質に関しては、特に強酸ではないため、酢酸の危険性は、硫酸などの腐食性の高い酸の危険性よりもありふれたものです。

しかし、特に（ウェットスーツで！）酢酸に飛び込む前に、酸塩基化学に精通している必要があります。 一般的および酸と塩基を使用して相互に操作する方法、水およびのpH（酸性または塩基性） ソリューション。 次に、酢酸がどのように使用および調製され、世界のどこに現れるかの例を示します。 終わったら、最後に感じるのは口の中の苦味です！

酸と塩基のさまざまな定義が何世紀にもわたって提案されてきましたが、ほとんどの場合、これらは以前の知識に取って代わるのではなく、それを基に構築することによって補完されます。

これらの化合物は、何世紀も前に独自の特性を持っていると特定されましたが（一部の酸は特に金属を腐食する能力があります）、1800年代後半まで正式な定義が提案されませんでした。 その時、スヴァンテ アレニウス 酸を水中の水素イオン濃度を増加させる物質として定義しました。

酸が水に加えられると、それはプロトンと残っているものに解離します（これについては後で詳しく説明します）。 水は無傷のHの海としてだけ存在するわけではないので₂O分子ではなく、Hの組み合わせとして₂Oといくつかの「無料」H⁺ とOH^– イオン。

これは、事実上、酸と塩基の両方として機能できることを意味します。 H₂O自体は、プロトンを受け入れていわゆるヒドロニウムイオン（H）になることにより、塩基として機能することができます。₃O⁺). 水酸化物イオンにヒドロニウムイオンを追加すると、2分子のHに適した原料が得られることがわかります。₂形成するO。

酸と塩基の他の定義は、アンモニア（NH₃）は、ヒドロキシル基を供与できないにもかかわらず、塩基として機能することができます。

これは、酸が代わりに次のように見られるためです。 プロトン供与体 とベースとして プロトン受容体; さらに良いことに、酸は次のように扱うことができます 電子対受容体 とベースとして 電子対ドナー.

このソリューションの話はすべて、読者がこれらが何であるかを知っていることを前提としています。 とにかく、酢酸や他の無数の化合物に関連する化学の基本的な概念を見直すことは決して害にはなりません。

あなたが読んだり、ラボで試したりするほとんどの反応は、 水溶液、これは水に溶解した固体化合物（溶質）の空想的な名前です（より一般的には、溶液には液体溶媒が必要ですが、水である必要はありません）。

特定の固体、特にイオン性化合物を溶液に入れると、それらは容易に溶解します。これは、溶質と溶媒の特定の特性の結果であることがよくあります。 たとえば、水は極性分子であり、強い水素結合も含んでいます。

食卓塩、またはNaClが水中に置かれると、そのイオン結合は水の電気化学的特性と一致せず、それらはバラバラになります。 ナ⁺ とCl^– その後、イオンは無傷の水分子の間の空間に侵入します。

酸と塩基では、溶解の推進力は異なりますが、結果としてイオンが形成されます。 （提供されたプロトンからの）ヒドロニウムイオンは陽イオンを表し、陰イオンは 共役塩基. 命名法では、これが接尾辞「ate」の由来です。酢酸がその成分イオンに解離するとき、溶液中に残っている共役塩基は呼ばれます アセテート.

酢酸は、 エタン酸 あまり一般的ではありません メタンカルボン酸. 化学式C₂H₄O₂、通常はCHと書かれていますが₃COOHは、それがカルボン酸であることを示します。

これらは、ヒドロキシル基だけでなく酸素にも二重結合している末端炭素原子であるカルボキシル基を含む酸です。 ヒドロキシル基のH原子は、化合物の酸性プロトンです。

酢酸の分子量は60.05グラム/モル（g / mol）です。 酢酸の密度は、液体の状態で室温で1.053 g / molですが、固体として存在することもあります。 酢酸のpKaは4.76です。これは、酸の半分が無傷で、残りの半分がイオン型になるpH値です。

• 酢酸イオン（酢酸の共役塩基）の式はCHです。₃COO–。

酢酸は砂糖、香辛料、その他の食品と組み合わせてさまざまな酢を作ることができますが、料理の世界以外でも重要です。 酢酸ビニルなどのポリマーコンパウンドはプラスチックの製造に使用され、酢酸セルロースは写真業界で使用されます。

アセテートは、補酵素A（CoA）と呼ばれる分子と組み合わせて生成できるため、生化学において重要な化合物です。 アセチルCoA、細胞呼吸における重要な化学物質（特にミトコンドリアで発生するクレブス回路またはクエン酸回路）。
酢酸は、アセトアルデヒドの酸化、エタノール（エチルアルコール）の酸化、ブタンまたはブテンの酸化など、さまざまな方法で作られます。 また、1炭素アルコールから大規模に作ることができます メタノール.

酸は腐食性であり、皮膚、目、その他の有機組織に損傷を与える可能性があります。 酢が飲めるという事実や酢酸が不注意な言い訳として「弱い」と呼ばれているという事実を扱わないでください。 ほとんどの酢の20分の1だけが酢酸であり、残りが水である場合、それが完全な力でどのように感じられるか想像してみてください。

酸は揮発性で蒸発しやすいため、皮膚だけでなく損傷を与える可能性があります。 これは、鼻腔や喉の内壁を刺激する可能性のある化学物質を吸い込む可能性があることを意味します。

一般的なガイドラインとして、酸または塩基のモル濃度や同一性に関係なく、酸および塩基を扱うときは常に目と手の保護具を着用してください。 実際、「酸っぱい」メモで終わるわけではありませんが、化学実験室では、特にもっと多くのことを続けたい場合は、常に安全上の注意を払う必要があります。