アルカリ（塩基）とは？pH7以上の定義・性質・日常の例と中和の仕組み
アルカリ（塩基）の定義・性質をわかりやすく解説。pH7以上の仕組み、身近な例と中和のしくみまで図解で学べる入門ガイド。
アルカリとは、化学的にはpHが7以上の水溶液のことである。
アルカリとは、水に塩基を溶かしたものです。
アルカリは酸の反対語で、酸を加えると中和される（pH7になる）。
定義と考え方（補足）
一般的な定義としては、pHが7を超える（pH > 7）水溶液を「アルカリ（塩基性）」と呼びます。pH7は中性で、7より大きいほど塩基性が強くなります。温度によってpHやpOHの関係は変わるため、厳密な数値は条件に依存します。
理論的な定義には主に二つあります。1) アレニウスの定義：水中で水酸化物イオン（OH−）を生じる物質、2) ブレンステッド＝ローリーの定義：プロトン（H+）を受け取る物質。どちらの観点からも「アルカリ＝塩基性」という性質を説明できます。
アルカリの主な性質
- 水溶液中にOH−（水酸化物イオン）を含む（あるいはH+を受け取る）。
- 導電性がある（イオンを含むため）。
- 指示薬での変化：リトマス紙は赤→青、フェノールフタレインは無色→ピンクになる（ある範囲で）。
- 味は苦味を感じ、皮膚に触れると滑り（脂肪を溶かすため）を感じることがある（ただし味見は危険なので絶対に行わないでください）。
- 酸と反応して中和反応を起こし、水と塩を生成する。中和反応は一般に発熱性（熱を出す）である。
- 強塩基（例：NaOH、KOH）は水中でほぼ完全に電離し、弱塩基（例：NH3）は部分的にしかプロトンを受け取らない。
日常で見かけるアルカリの例
- 苛性ソーダ（NaOH）：排水管掃除や製造工程で使用される強塩基。
- 水酸化カルシウム（消石灰）：土壌改良や建材に使われることがある。
- アンモニア水（NH3水溶液）：掃除用洗剤やガラス用クリーナーに含まれることがある（弱塩基）。
- 重曹（炭酸水素ナトリウム）：料理（ベーキング）、掃除、消臭などに使われる弱塩基性物質。
- 石鹸や多くの洗剤：脂肪の加水分解（けん化）や汚れの乳化により洗浄作用を示す。
- 漂白剤（次亜塩素酸ナトリウム水溶液）はアルカリ性を示す場合が多い。
中和の仕組み（簡単な化学式）
中和は酸のH+と塩基のOH−が結合して水になる反応です。代表的な反応式：
HCl + NaOH → NaCl + H2O
この反応では塩（NaCl）と水が生成され、酸性と塩基性が打ち消されて中性（理想的にはpH7）に近づきます。強酸と強塩基の反応では等モルでpH7付近の中性溶液が得られますが、弱酸や弱塩基が関与すると生成した塩が加水分解して最終的なpHが中性からずれる場合があります。
測定方法と指示薬
- pHメーター：電極で正確に測定できる（校正が必要）。
- pH試験紙（指示薬紙）：大まかな酸・アルカリの判定に便利。
- 指示薬溶液：フェノールフタレイン、メチルオレンジ、リトマスなど、用途に応じて使い分ける。
安全上の注意
- 強いアルカリ（苛性ソーダなど）は皮膚や目を深刻に損傷する可能性があるため、保護手袋やゴーグルを着用する。
- 皮膚に付着した場合は大量の水で十分に洗い流す。目に入った場合はすぐに大量の水で洗眼し、医療機関を受診する。
- アルカリ性の液を酸で中和する際は発熱（大きな場合は噴出や飛散の危険）があるため、少しずつ層を薄くして処理するなど慎重に行う。
- 家庭での軽微なアルカリ汚れ（重曹など）は酢（弱い酸）で中和できるが、化学反応の安全性を確認してから行うこと。強酸での中和は専門的な対応が必要な場合が多い。
補足：塩基の強さとアンフォテリック性
塩基の強さは水中でどれだけ完全にOH−を与えるかで決まります（強塩基はほぼ完全に電離）。一方で、一部の金属酸化物や水酸化物（例：アルミニウム酸化物や亜鉛酸化物）は酸にも塩基にも反応する性質を持ち、アンフォテリック（両性）と呼ばれます。
まとめ：アルカリは水溶液中で塩基性を示す物質で、OH−を供給したりH+を受け取ったりします。日常生活では掃除用品や石鹸、重曹など身近なものに含まれ、酸と中和して水と塩を作るという基本的な化学反応を示します。扱う際は性質や危険性を理解して安全に取り扱いましょう。
特徴
- 石鹸のような感触
- 腐食性がある（皮膚を焼き切ることができる）
- pHスケールで7以上の数値が高いほど、アルカリが強いということになります。
- 水によく溶ける（溶かすことができる）こと
- 苦い味がする
- 赤色リトマス紙を青色に変化させる
- 可動イオンの存在により電気を通すことができる
- ユニバーサルインジケータは青か紫か
強さ
アルカリは酸と同じように、構成するイオン塩の性質と濃度によって弱アルカリと強アルカリに分かれます。アルカリの強さは、万能指示薬で知ることができます。また、アルカリの強さは酸と同様、pHスケールで評価されます。
例えば、石鹸や歯磨き粉には弱アルカリが含まれていますが、洗浄剤には強アルカリのものが多く含まれています。
ヒドロキシドナトリウム
一般的なアルカリの例
- 水酸化ナトリウム(NaOH)
- 水酸化カリウム(KOH)
- 水酸化カルシウム, Ca(OH)2
- 水性アンモニア, NH3 (aq)
一般的なアルカリの用途
- 水酸化ナトリウムは、紙、洗剤、石鹸の原料として使用されます。
- 水酸化カリウムは、酸性土壌をアルカリ性にして植物の生育を良くする農作業や、アルカリ電池、ニッカド電池、ニッケル水素電池の電解質として使用される。
- 水酸化カルシウムは、酸性の土壌を中和するために使用されます。
- 水酸化アンモニウムは洗浄剤として使用されます。
酸化物・水酸化物
金属酸化物と金属水酸化物は2種類の塩基である。中和（酸を加える）すると塩と水を生成します。生成される塩の種類は、酸と塩基の種類に依存します。
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質問と回答
Q: 化学におけるアルカリとは何ですか?
A:化学におけるアルカリとは、pH値が7以上の水溶液のことです。
Q:「アルカリ」の語源は何ですか。
A:「アルカリ」の語源はアラビア語の「qali」で、「灰から」という意味です。
Q:アルカリ物質でできた洗浄剤として、灰と水を混ぜたものが使われるのはなぜですか?
A: アルカリという言葉は、アラビア語で「灰から」という意味の「qali」に由来しています。
Q:酸の反対語は何ですか?
A:酸の反対はアルカリです。
Q:アルカリは中和できますか?
A:はい、アルカリは酸を加えることで中和できます。
Q: ある物質がアルカリとみなされるためには何が必要ですか?
A: 物質がアルカリとみなされるには、pHが7以上の水に溶ける塩基である必要があります。
Q: アルカリ金属の塩を作るのによく使われる金属は何ですか?
A:アルカリ金属の塩は、アルカリ金属を使って作られることが多いです。
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