1. まず答えてください: リン酸は「非常に強い」酸ではありません-中程度の強さの酸です-
リン酸(H₃PO₄) は「非常に強い」酸ではありません。化学的分類では、中強度の酸-(三プロトン酸): 炭酸や酢酸などの一般的な弱酸よりも著しく強いですが、塩酸、硫酸、硝酸などの強酸よりは明らかに弱いです。したがって、「リン酸は非常に強い酸である」という記述は不正確であり、否定されるべきです。
2. なぜリン酸は強酸ではないのか
強酸は水中での完全な解離によって定義されます。リン酸は部分的にのみ解離します。
強酸とは、塩酸、硝酸、硫酸など、水溶液中で完全に（またはほぼ完全に）水素イオンに解離する酸のことです（最初の段階で完全に解離します）。リン酸は、3 つの可逆的なステップで解離する三プロトン酸です。未解離の H3PO4 分子の大部分が溶液中に残るため、「完全解離」の基準を満たしません。
その解離定数は、限られたイオン化を示しています。
リン酸の 3 つの段階的な解離定数は、pKa1 ≈ 2.15、pKa2 ≈ 7.20、および pKa3 ≈ 12.35 です。認識されている強酸は通常、負の pKa 値を持っています (たとえば、塩酸は約 -7)。リン酸の最初の段階の pKa は正でゼロから遠く離れており、イオン化が限定されていることを示しています。 2 番目と 3 番目のステップはさらに弱く、3 番目のステップ (pKa3 ≈ 12.35) は無視できる程度です。
認識されている強酸と比較すると、明らかな違いがわかります。
塩酸、硝酸、硫酸 (第一段階) および過塩素酸は水中でほぼ完全に解離し、リン酸よりもはるかに酸性になります。リン酸はどの濃度でもイオン化度に達しないため、「非常に強い」酸性を示すことはできません。
定義に基づくテストに不合格です。-
強酸の基準は完全に解離していることです。リン酸はこの基準を満たしておらず、化学的定義によれば強酸として分類できません。それは中程度の強度のカテゴリに属します。-
3. なぜリン酸は弱酸ではないのか
その最初の段階の解離は、一般的な弱酸の解離よりも明らかに高いです。-
リン酸の pKa1 ≈ 2.15 は、酢酸 (pKa ≈ 4.76) や炭酸 (pKa1 ≈ 6.35) よりもはるかに低くなります。 pKa が小さいほど、酸は強くなります。したがって、リン酸の最初の-ステップのイオン化は、これらの典型的な弱酸のイオン化よりもはるかに大きくなります。
同じ濃度でも明らかに酸性が高くなります。
0.1 mol/L 水溶液では、リン酸の pH は約 1.6 ですが、同じ濃度の酢酸の pH は約 2.9 です。-リン酸の水素イオン濃度は約 20 倍です。
その反応性と工業用途は中程度の強さの酸性度を反映しています。{0}
リン酸は金属酸化物、水酸化物、炭酸塩と反応してリン酸塩を形成し、リン酸塩処理、エッチング、酸洗い、pH 調整に広く使用されます。これらの用途では、酢酸や炭酸などの典型的な弱酸では得られない程度までその酸性度が活用されており、その強度が「弱い」わけではないことがわかります。
定義に基づくテストに不合格です。-
リン酸の酸性度は強酸と弱酸の中間にあり、強酸の「完全解離」基準には達していませんが、一般的な弱酸よりも明らかに強いです。したがって、それを弱酸と呼ぶのも不正確です。それを次のように分類する中強度の酸-事実を反映しています。
