pHとは何ですか?どのように計算されますか?
pHは溶液の酸性または塩基性を数値で表した尺度で、0(非常に酸性)から14(非常にアルカリ性)まであり、7が中性を示します。pHは「pH = -log [H+]」の式に従って計算され、水素イオン(H⁺)の濃度を対数で表します。例えば、水素イオン濃度が1×10⁻³ Mの溶液のpHは3です。
SAT/sphere ブログ
酸塩基化学の基礎:pHの計算、物質の性質、反応メカニズムを徹底解説
理論から実社会の応用まで、化学の重要概念をステップバイステップで理解する
酸塩基化学は、物質の相互作用を理解するための不可欠な分野です。本記事では、pHスケールの計算式から、酸と塩基の具体的な性質、そして中和反応や緩衝液の仕組みについて詳しく掘り下げます。医療や環境問題への応用例も交え、初心者から試験対策まで幅広く役立つ内容を提供します。
2025年5月17日

2025年5月17日
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pHスケールにおいて、pH値が7である溶液はどのような性質をしますか?
この SAT トピックに関する主要な疑問をまとめて確認できるよう、要点を短く分かりやすく整理しています。記事全体を読み直さなくても、実用的なポイントをすばやく振り返れるようにするための補助にもなります。
pHは溶液の酸性または塩基性を数値で表した尺度で、0(非常に酸性)から14(非常にアルカリ性)まであり、7が中性を示します。pHは「pH = -log [H+]」の式に従って計算され、水素イオン(H⁺)の濃度を対数で表します。例えば、水素イオン濃度が1×10⁻³ Mの溶液のpHは3です。
酸は酸味があり、青色リトマス紙を赤に変え、溶液中でプロトン(H⁺)を供与します。塩基は苦味と滑らかな感触を持ち、赤色リトマス紙を青に変え、プロトンを受け取るか水酸化物イオン(OH⁻)を供与します。酸のpHは7未満、塩基のpHは7より大きくなります。
中和反応では、酸と塩基が反応して水と塩を生成します。例えば塩酸(HCl)と水酸化ナトリウム(NaOH)は「HCl + NaOH → NaCl + H₂O」の式で反応し、1:1の比率で完全に反応すると溶液は中性(pH 7)になります。
緩衝液は少量の新し酸や塩基を加えてもpHの変化を抑える特別な酸塩基系です。酢酸(CH₃COOH)とその共役塩基である酢酸イオン(CH₃COO⁻)の混合物が代表的で、加えられた酸や塩基を緩衝成分が反応してpHをほぼ一定に保ちます。
酸塩基化学は環境科学では酸性雨の中和、医学では血液のpH約7.4を維持する緩衝システム、産業では肥料や洗浄剤の製造、水処理などに广泛应用されています。特に石灰(Ca(OH)₂)を使用した廃水の中和はその一例です。