酸塩基反応の予測
アンモニアは弱塩基で、酢酸（弱酸）と反応してアンモニウムイオンと酢酸イオンを生成する。
NH3 + CH3COOH 
NH4+ + CH3COO-
アンモニアはどんな弱い酸とも反応するのでしょうか？ アンモニアにリン酸水素ナトリウム(Na2HPO4)が加えられたとします。 次のような反応は生成物有利になるか？
NH3 + HPO42- NH4+ + PO42-
この質問に答えるために、アンモニアと酢酸の反応を見て、なぜそれが起こるかを考えてみましょう。 どのような酸塩基反応でも、酸は塩基と反応して別の酸と塩基を形成します。
NH3のKbは1.8×10-5で、酢酸のKaは1.8×10-5です。
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NH3 |
CH3COO- |
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CH3COOH |
NH4+ |
CH3COOH-のKaからCH3COO-のKbが計算できますね。
Ka x Kb = Kw
NH3のKbからNH4+のKaを計算することができます。
Ka x Kb = Kw
Good! これは強い塩基が強い酸に反応したことを示している。 これは酸塩基反応では常に言えることです。 また、イオン化定数を使って、これが生成物有利な反応であることを定量的に示すことができます。
アンモニアと酢酸の反応の平衡定数は1より大きいので、これは生成物有利な反応であることがわかります。
HPO42- のKaは3.6×10-13である。 NH3とHPO42-との反応は生成物有利か反応物有利か？
| 製品有利 | 反応剤有利 |
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反応は強酸と強塩基で有利なことを覚えておいてください。
Good! HPO42-の電離定数は3.6×10-13ですが、NH4+の電離定数は5.6×10-10です。 したがって、NH4+の方が強い酸です。 NH3のイオン化定数は1.8 x 10-5、PO43- のイオン化定数は2.8 x 10-2です。 したがって、PO43-はより強い塩基である。 強い酸と強い塩基の間で有利に反応することになります。 したがって、NH4+とPO43-の反応が有利になります。
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