硫酸は化学式がH2SO4でなぜイオンはSO4~2-?

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硫酸の化学式・及びイオンについて、化学式だとH2SO4なのに、なぜイオンになるとSO4~2-となるんでしょうか?

硫酸H2SO4の電離を表す式では

H2SO4→2H+ + SO4~2-

になりますがHの水素はどこから出てくる?

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硫酸は化学式がH2SO4でなぜイオンはSO4~2-?

硫酸は、もともとH?SO?という分子です。

酸の名前である「硫酸」と、イオンの名前である「硫酸イオン」で、同じ「硫酸」が使われているので混乱する人が少なくありませんが、SO4~2-は「硫酸が電離したとき出てくるイオン」と考えるようにしましょう。

強酸である硫酸の化学式はH2SO4です。強酸と言う事は水溶液中では電離して水素イオンH+を生じます。この時の電離の反応式がこちらです。

第1段階:H2SO4 → HSO4- + H+
第2段階:HSO4- → (SO4)2- + H+
一般的:H2SO4 → (SO4)2- + 2H+

硫酸は2段階で電離しますが、この話はここではしません。結論がすぐに出てしまいますが、硫酸H2SO4は水溶液中で電離して2molの水素イオンを生じ、自身は硫酸イオン(SO4)2-になります。

化学式中に水素が含まれている無機の酸(オキソ酸)は水に溶けると水素イオンを生じ、その水素イオンの数だけのイオンの価数(水素を2個持つ硫酸なら2-の硫酸イオンになる)を持つイオンになります。

まとめ:硫酸は化学式がH2SO4でなぜイオンはSO4~2-?

硫酸H2SO4は硫酸イオンSO42-と水素イオン2H+が結合しています。

硫酸イオンを形成するにはSと結びつくOの数は4個に成ります。これが数字の4です。

その結合様式から、イオン全体としてー2価になります。化学式でイオンの価数は上付きの2-で表現します。

H2SO4 ⇒ HSO4- + H+
HSO4- ⇔ SO4 2- + H+

硫酸は2段階で電離しますね。

第一段階が上の式。硫酸は完全に電離するので矢印は右向きです。

第二段階は下の式。こちらの場合、硫酸水素イオンは完全には電離しないので可逆反応であり、矢印は両方向きになります。

これは濃硫酸、希硫酸とも同じです。

たとえばCaSO4は硫酸カルシウム K2SO4は硫酸カリウム ~酸というのはHが必ず入り、酸の性質を表します。

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