化学基礎　水素イオン濃度とpH　５分で解説！

はじめに

私たちの生活において、酸性やアルカリ性という言葉を耳にすることがよくあります。レモンが酸っぱいのは酸性だから、石鹸が滑りやすいのはアルカリ性だからと聞いたことがあるかもしれません。では、この酸性やアルカリ性を決める「水素イオン濃度」って一体何なのでしょうか？今回も、文系の方にもカンタンに５分で解説します！

水素イオン濃度

水の電離

• 純粋な水はとてもわずかであるが、電離をしている！（水分子５億個数に対して１個電離！）
• 水の電離するイオン式は下の式のようになる！
  
  　　　　　　　　　　　　　　　H_２O 　⇄　H^＋　＋　OH⁻
  
  ※水はとてもわずかに電離するが、水に戻ることもある！（可逆反応である）
  
• 25℃の純粋では水素イオン濃度［H^＋］と水酸化物イオン濃度［OH⁻］が等しい！
  ※［］←濃度を表している！
  
  　　　　　　　　　　　［H^＋］＝　［OH⁻］　＝　1.0×10^−７　mol/L
  
  

酸性・中性・塩基性

中性：水素イオン濃度［H^＋］と水酸化物イオン濃度［OH⁻］が等しい！
酸性：水素イオン濃度［H^＋］が水酸化物イオン濃度［OH⁻］より多い！
塩基性：水素イオン濃度［H^＋］が水酸化物イオン濃度［OH⁻］より少ない！

水素イオン指数 pH

• 酸・塩基の強さは、水溶液中の水素イオン濃度［H^＋］だけで表すことができる！
• 水素イオン濃度は非常に小さい値から大きい値にまで変わる！
• そのため、pH（水素イオン指数）という数値を用いて表す！

pHの公式
　　　　　　　　［H^＋］＝1.0×10⁻ⁿ mol/Lのとき，　　pH　＝　n

• 酸性か中性か塩基性を決める！
• 酸性、塩基性の強弱も決める！

例①）pHが２の塩酸の水素イオン濃度［H^＋］

［H^＋］＝1.0×10^−２ mol/L
［H^＋］＝0.01mol/L

例②）pHが７の水の水素イオン濃度［H^＋］

［H^＋］＝1.0×10^−７mol/L
［H^＋］＝0.0０００００1mol/L

例③）pH１０のアンモニア水溶液の水素イオン濃度［H^＋］

［H^＋］＝1.0×10⁻¹⁰mol/L
［H^＋］＝0.0００００００００1mol/L

例①〜例③よりpHの値が小さいほど、水素イオン濃度［H^＋］の値は大きくなっていることがわかる！そのため、pHの値が小さいと、水素イオン濃度が高く酸性に傾くようになる！

酸性：pHが７より小さい
中性：pHが７
塩基性：pHが７より大きい
※酸性を薄めると、pHの値は大きくなる！
※塩基性を薄めると、pHの値は小さくなる！

pHは７をまたぐことはない！（どんなに薄めても、pH７までしかならない！）
酸性の物質を水で薄めても中性（pH７）にはなるが、塩基性になることはない！
塩基性の物質を水で薄めても中性（pH７）にはなるが、酸性になることはない！

pHの測定

• pHの測定には、pH指示薬というものが使われる！
• pH指示薬とは、水溶液のpHによって、特有の色を示す試薬のことである！
• pH指示薬指示薬によって、その水溶液が酸性・中性・塩基性かを判断することができる！

pH指示薬の種類
①　メチルオレンジ　
　pHは3.1以下では徐々に赤色、pH４.４以上では徐々に黄色になる！
②　BTB　
　酸性では黄色、中性では緑色、塩基性では青色！
③　フェノールフタレイン溶液　
　pH8.０以下では無色、pH８.１以上から徐々に赤色になる！

おわりに

水素イオン濃度（pH値）は、化学のテストで頻出の重要なトピックです。この概念をしっかり理解しておくことで、テストの問題もスムーズに解けるようになるでしょう。難しく感じるかもしれませんが、基本を押さえれば必ずマスターできます！

テスト前の勉強で頭がいっぱいかもしれませんが、一つ一つの概念をしっかり理解していくことが、成功への鍵です！諦めずに頑張ってくださいね！あなたの努力が実を結ぶことを心から応援しています！

これからも、化学基礎・化学について文系の方にもわかりやすくカンタンに解説していきます！いかにおすすめの参考書を貼っておきますので、さまざまな問題にチャレンジしてください！

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