オキソ酸
オキソ酸(オキソさん、Oxoacid)とは、何らかの原子にヒドロキシ基 (-OH) とオキソ基 (=O) が結合しており、かつ、そのヒドロキシ基がプロトンを供与できる化合物を指す[1]。ただし、無機化学命名法に関してIUPACが1990年に行った勧告のオキソ酸の定義では、先述した化合物の他にアクア酸 (aqua acid)[2] 、ヒドロキソ酸 (hydroxoacid)[3] も、オキソ酸に含まれる。
脱水縮合
[編集]オキソ酸が脱水縮合して、ポリオキソ酸が生成する場合が有る。例えば、リン酸では、二リン酸、三リン酸が見られる。酸無水物も同様に、オキソ酸の脱水縮合生成物に当たる。遷移金属元素のオキソ酸は、金属オキソ酸(ポリ酸)と呼ぶ。
酸としての強さ
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オキソ酸には、様々な種類が存在する。無機化合物のオキソ酸の例としては、硫酸や硝酸、リン酸などが挙げられる。さらに、有機化合物の中にもカルボン酸のようなオキソ酸が存在する。酸塩基反応においてオキソ酸は、一般に、多原子イオンとプロトンを与える。ただし、酸としての強弱は、化合物の種類により様々である。
ポーリングの規則
[編集]単核オキソ酸の酸性度の強さを推定する2つの経験則として、ポーリングの規則(Pauling's rules)が知られている。
- 中心元素 E のオキソ酸の化学式が EO<m(OH)n で表される場合に、酸解離定数 Ka は次の関係式で表される。
- n>1の酸の逐次酸解離のpKa値は、プロトン解離が1回起こる毎に5ずつ増加する。
ただし、この規則に従わないオキソ酸も存在する。例えば炭酸の推定値は3だが、実測値は6.4である。これは水溶液中に溶けている二酸化炭素のうち、僅かしか炭酸にならないためである。これを考慮に入れるとpKa値は規則通り約3.6である。
また、亜硫酸は見かけ上のpKaが1.9と一見して規則に従っているかのような値を示す。しかし、実際には規則に従っていると言えない。これはSO2水溶液中に亜硫酸分子が検出されず、さらに二亜硫酸イオンを生成するなど複雑な、化学平衡を持っているからである。
オキソ酸の一覧
[編集]脚注
[編集]- ^ IUPAC Gold Book - oxoacids
- ^ 中心金属イオンに配位した水分子が、プロトンを供与できる化合物。例:ヘキサアクア鉄(III)イオン
- ^ 隣接するオキソ基が存在せず、ヒドロキシ基がプロトンを供与できる化合物。例:オルトケイ酸 (H4SiO4)