酸と塩基
酸塩基抽出
酸と塩基
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アシドーシスとアルカローシス
酸解離定数
酸度関数
酸度関数（さんどかんすう、英: acidity function）は、溶液などの媒体の酸塩基性の強さを定量的に表す数値のひとつ。「溶液が、水素イオンを与える能力、または水素イオンを受け取る能力を示す関数」[1]であり、溶液の組成に固有の数値として求められる。
高濃度溶液、混合溶媒系、超酸など、水素イオン指数 (pH) が適用できない場合に用いられる。酸度関数には幾つかの種類があるが、酸についてはルイス・ハメットによって提唱されたハメットの酸度関数 H0 を、塩基についてはほぼ同じ形式の関数 H_ を用いる場合が多い。 一般的な水溶液の酸性・塩基性の尺度としては水素イオン指数 (pH) が広く利用されている。ところが、pH は溶液中のオキソニウムイオン (H3O+) の濃度（正確には活量）に基づいた値であるため、水が十分にある系であり、酸のプロトン供与性（あるいは塩基のプロトン受容性）の程度を正確に反映した値とはならない[2]。さらにイオン間の相互作用が充分に小さく、酸誤差およびアルカリ誤差が少ない希薄水溶液でなければ、pHの正確な測定はできない。したがって、著しく濃度の高い溶液、あるいは有機溶媒が含まれる溶液などでは、pH を基準とした酸塩基性の評価はできない。 また、超酸と呼ばれる非常に電離度が高い酸は、水平化効果のため、希薄水溶液中では物質ごとの酸の強さを比較することができない。 酸度関数は、溶液の組成によらず、そのプロトン供与性またはプロトン受容性を示すために考案された数値であり、 また pH が 1 以下、あるいは 13 以上となる水溶液でも、酸塩基性を定量的に比較することができる。反対に、pH が 1 から 13 の水溶液では、酸度関数は水素イオン指数とほぼ一致するため、用いられることはまずない。 ある酸 HA に、指示薬として微量の弱塩基 B を加えた溶液系を考える。溶液中で、塩基 B の一部はプロトン化されて BH+ となる。 HA + B ↽ − − ⇀ A − + BH + {\displaystyle {\ce {{HA}+B\ <=>\ {A^{-}}+BH^{+}}}} このとき、酸 HA のハメットの酸度関数 H0 は、プロトンの活量 a および塩基 B の活量係数 γ を用いて、次式で定義される。 H 0 = − log ( a H + γ B γ B H + ) {\displaystyle H_{0}=-\log \left(a_{\rm {{H}^{+}}}{\frac {\gamma _{\rm {B}}}{\gamma _{\rm {{BH}^{+}}}}}\right)} 活量係数 γ は、活量 a を濃度 c で除した数であるから、上の式は次のように書き改められる。 H 0 = − log ( a H + a B / c B a B H + / c B H + ) = − log ( a H + a B a B H + ) + log ( c B c B H + ) {\displaystyle H_{0}=-\log \left(a_{\rm {{H}^{+}}}{\frac {a_{\rm {B}}/c_{\rm {B}}}{a_{\rm {{BH}^{+}}}/c_{\rm {{BH}^{+}}}}}\right)=-\log \left({\frac {a_{\rm {{H}^{+}}}a_{\rm {B}}}{a_{\rm {{BH}^{+}}}}}\right)+\log \left({\frac {c_{\rm {B}}}{c_{\rm {{BH}^{+}}}}}\right)}
概要
ハメットの酸度関数