塩の加水分解と水溶液のpH
カメレオン先生正塩でも中性とは限らない。もとの酸・塩基が弱いほど、そのイオンは水と反応しやすいよ。
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- 弱酸（新しいタブで開きます）や弱塩基からできたイオン（新しいタブで開きます）が水と反応してH⁺やOH⁻を生じる働きを塩の加水分解という。
- 酢酸ナトリウムでは酢酸イオンCH₃COO⁻が水と反応してOH⁻を生じ、水溶液は塩基性になる。
- 電離定数（新しいタブで開きます）Kaと水のイオン積（新しいタブで開きます）Kwから[OH⁻]＝√(Kw・c/Ka)を求め、加水分解した水溶液のpH（新しいタブで開きます）を計算できる。
詳しく
酢酸イオンの加水分解と水溶液の塩基性
酢酸ナトリウムCH₃COONaは水に溶けるとCH₃COO⁻とNa⁺に完全に電離（新しいタブで開きます）する正塩（新しいタブで開きます）だが、その水溶液は塩基性を示す。これは陰イオンのCH₃COO⁻が水と反応するためで、この働きを塩の加水分解という。
酢酸イオンはCH₃COO⁻＋H₂O⇄CH₃COOH＋OH⁻という平衡で水からH⁺を受け取り、酢酸CH₃COOHとOH⁻を生じる。生じたOH⁻の分だけ水溶液中の[OH⁻]が[H⁺]より大きくなり、塩基性になる。
一方、塩化ナトリウムNaClのCl⁻は強酸HClからできた陰イオンで、水とはほとんど反応しない。もとの酸や塩基が強いか弱いかで、そのイオンが加水分解するかどうかが決まる。
例：加水分解した水溶液のpHを求める
CH₃COO⁻の加水分解の平衡定数（新しいタブで開きます）Khは、Kw＝[H⁺][OH⁻]と酢酸の電離定数Ka＝[H⁺][CH₃COO⁻]/[CH₃COOH]を組み合わせるとになる。加水分解する割合が小さいとき、という式でOH⁻の濃度を求められる。
例：0.10mol/Lの酢酸ナトリウム水溶液で、Kaを1.0×10⁻⁵mol/L、Kwを1.0×10⁻¹⁴(mol/L)²とする。Kh＝Kw÷Ka＝1.0×10⁻¹⁴÷1.0×10⁻⁵＝1.0×10⁻⁹。[OH⁻]＝√(Kh・c)＝√(1.0×10⁻⁹×0.10)＝√(1.0×10⁻¹⁰)＝1.0×10⁻⁵mol/L。
[OH⁻]＝1.0×10⁻⁵mol/LなのでpOH＝5、水のイオン積KwからpH＝14−5＝9となり、0.10mol/Lの酢酸ナトリウム水溶液は弱い塩基性（pH9）であることが分かる。
弱いほど加水分解しやすい
Kh＝Kw/Kaという関係から、もとの酸の電離定数Kaが小さい（弱い酸である）ほど、加水分解の平衡定数Khは大きくなる。つまり弱い酸からできた陰イオンほど加水分解しやすく、水溶液はより強い塩基性を示す。
同じように、塩化アンモニウムNH₄Clのように弱塩基からできた陽イオンNH₄⁺が加水分解すると、NH₄⁺＋H₂O⇄NH₃＋H₃O⁺のようにH⁺が生じて水溶液は酸性になる。強い酸と強い塩基からできた正塩（NaClなど）だけが、どちらのイオンも加水分解せず中性のままになる。
水に溶けにくい塩（新しいタブで開きます）が溶ける・溶けないかを考えるときも、同じように生じるイオンの濃度の積を一定の値（溶解度積）とみなす考え方が使われる。くわしい計算は大学以降で学ぶが、平衡の考え方自体はここまでと同じだ。
確認問題
確認問題（解答用紙）
スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。
https://manazoo.com/science/salt-hydrolysis-and-solution-basicity/?from=print#quiz
0.10mol/Lの塩化ナトリウムNaCl水溶液と0.10mol/Lの酢酸ナトリウムCH₃COONa水溶液のpHを比べたとき、正しい組み合わせはどれか。
- ◯ NaClもCH₃COONaも中性（pH7）
- ◯ NaClは酸性、CH₃COONaは塩基性
- ◯ NaClは中性（pH7）、CH₃COONaは塩基性（pH7より大きい）
- ◯ NaClは中性、CH₃COONaは酸性
正解：NaClは中性（pH7）、CH₃COONaは塩基性（pH7より大きい）
NaClは強酸（新しいタブで開きます）と強塩基からできた塩（新しいタブで開きます）でCl⁻は加水分解せず中性（新しいタブで開きます）。CH₃COONaは弱酸の酢酸と強塩基からできた塩でCH₃COO⁻が加水分解し、塩基性になる。0.0010mol/Lの酢酸ナトリウム水溶液のpHを求めよ。酢酸の電離定数Kaを1.0×10⁻⁵mol/L、水のイオン積Kwを1.0×10⁻¹⁴(mol/L)²とする。
答え：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
正解：8
Kh＝Kw÷Ka＝1.0×10⁻¹⁴÷1.0×10⁻⁵＝1.0×10⁻⁹。[OH⁻]＝√(Kh・c)＝√(1.0×10⁻⁹×0.0010)＝√(1.0×10⁻¹²)＝1.0×10⁻⁶mol/L。pOH＝6なので、pH（新しいタブで開きます）＝14−6＝8。弱酸の陰イオンが水溶液中で加水分解しやすいかどうかを決めるのは、おもに何か。
- ◯ 水溶液の体積
- ◯ もとの弱酸の分子量
- ◯ 水溶液の色
- ◯ もとの弱酸の電離定数Kaの大きさ（Kaが小さいほど加水分解しやすい）
正解：もとの弱酸の電離定数Kaの大きさ（Kaが小さいほど加水分解しやすい）
加水分解の平衡定数（新しいタブで開きます）はKh＝Kw÷Kaで表され、もとの酸の電離定数（新しいタブで開きます）Kaが小さい（弱い酸である）ほどKhが大きくなり、加水分解しやすくなる。
単元のポイント
- 塩の加水分解 弱酸や弱塩基からできたイオンが水と反応し、水溶液の性質を酸性・塩基性に変える働き
- 酢酸イオンの加水分解 CH₃COO⁻＋H₂O⇄CH₃COOH＋OH⁻の平衡でOH⁻が生じ、酢酸ナトリウム水溶液は塩基性になる
- 加水分解の起こりやすさ もとの酸・塩基が弱い（電離定数が小さい）ほど、そのイオンは加水分解しやすい
- [OH⁻]＝√(Kw・c/Ka) 弱酸の陰イオンからなる塩の水溶液で、[OH⁻]をKwと電離定数Kaから求める式