酸塩基平衡
この章では、酸塩基反応と平衡の化学を解説し、溶液中の酸と塩基の濃度を定量化するためのツールを生徒に提供します。
ブレンステッド・ローリーの酸と塩基
このレッスンの修了時に、生徒は以下の化学原理を習得することが期待されます。化学物質の特定：生徒は、ブレンステッド・ローリー理論に厳密に従って、酸、塩基、およびそれぞれの共役対を特定する。反応の定式化：生徒は、酸性物質および塩基性物質の電離を表す公式な反応式を作成する。水溶液の平衡計算：水のイオン積定数を用いて、溶液中のヒドロニウムイオンおよび水酸化物イオンの正確な濃度を決定する。両性プロトン性の観察：状況に応じて酸または塩基のいずれかとして作用する両性プロトン性物質の二重の挙動を正確に記述する。
pHとpOH
このセクションの修了時に、生徒は以下の能力を達成することが期待されます。水溶液の分類：溶液が酸性、塩基性、または中性のいずれであるかを特徴付ける方法を説明する。イオン濃度の表現：pHおよびpOHスケールの公式な適用を通じて、ヒドロニウムイオンおよび水酸化物イオンの濃度を表現する。スケールの数学的関連付け：pH値とpOH値を相互に関連付けるために必要な計算を行う。
酸と塩基の相対的な強さ
このセクションの修了時に、生徒は以下の学術的習熟度を示すことが期待されます。化学的強度の評価：それぞれの電離定数を用いて、酸性物質および塩基性物質の相対的な強さを評価する。構造的傾向の合理化：物質の根底にある分子構造に関連して、酸塩基の強さの変化について合理的に説明する。平衡計算の実行：弱酸および弱塩基系の平衡に関する必須の数学的計算を行う。
塩溶液の加水分解
このセクションの修了時に、生徒は以下の学術적習熟度を示すことが期待されます。塩の性質の予測：特定の塩を水に溶かした際に、酸性、塩基性、または中性のいずれの溶液になるかを理論的な演繹によって決定する。イオン種の計算：塩溶液内で平衡状態で存在する様々な化学種の濃度を数学的な精密さで計算する。金属の加水分解の説明：水と特定の金属カチオンとの間の相互作用、すなわち溶液に酸性を付与する化学的過程を記述する。
多価酸
このセクションの修了時に、生徒は以下の学術的習熟度を示すことが期待されます。平衡原理の拡張：以前に確立された化学平衡の法則を、複数のプロトンを供与または受容できる酸および塩基に適用して拡張する。
緩衝液
このセクションの修了時に、生徒は以下の学術的習熟度を示すことが期待されます。緩衝剤の説明：酸塩基緩衝液の化学組成と安定化機能、特に酸性度やアルカリ度の変化に抵抗する能力を記述する。緩衝平衡の計算：初期状態および追加の酸または塩基の導入後の緩衝液のpHを数学的な正確さで計算する。
酸塩基滴定
このセクションの修了時に、生徒は以下の学術的習熟度を示すことが期待されます。滴定曲線の解釈：強酸・強塩基および弱酸・弱塩基を含む系について、pH変化のグラフ表現である滴定曲線を解釈する。pH段階の計算：初期状態、緩衝領域、当量点、および過剰な滴定液の状態を含む、滴定過程の重要な時点における試料のpHを数学的な厳密さで計算する。指示薬機能の説明：プロトンの獲得または喪失に伴って目に見える色の変化を起こす弱有機酸または塩基である酸塩基指示薬の化学的機能を説明する。