令和元年度(再試験) I-4-2

解説

この問題で問われていること

フェノール(a)、酢酸(b)、塩酸(c)を酸としての強さの強い順に並べる問題。

解き方

① 酸の強さの並び: 塩酸(強酸)>カルボン酸(酢酸)>炭酸>フェノール
② 塩酸(c)が最も強く、フェノール(a)が最も弱い → c−b−a
③ ③

正解が正しい理由

塩酸は水中でほぼ完全に電離する強酸である。酢酸はカルボン酸で、pKaは約4.8の弱酸である。フェノールはpKaが約10で、酢酸よりはるかに弱い酸(炭酸よりも弱い酸)である。したがって酸性度の強い順は塩酸(c)>酢酸(b)>フェノール(a)、すなわちc−b−aの③が正しい。

各選択肢について

• ① a−b−cは酸性度の弱い順であり、強い順に並べる問題の答えとしては逆になっている。
• ② b−a−cは、塩酸が最も強い酸であることや、フェノールが酢酸より弱い酸であることを踏まえておらず、順序が誤り。
• ③ c(塩酸、強酸)>b(酢酸、pKa≒4.8)>a(フェノール、pKa≒10)の順が酸性度の序列と一致しており、これが正答。
• ④ b−c−aは、酢酸を塩酸より強い酸としており、誤り。塩酸は強酸で酢酸より強い。
• ⑤ c−a−bは、フェノールを酢酸より強い酸としており、誤り。カルボン酸は共役塩基(カルボキシラート)が共鳴で安定なため、フェノールより酸性が強い。

覚えるべきポイント

酸性度の一般的な序列は、塩酸などの強酸>カルボン酸(酢酸、pKa≒5)>炭酸>フェノール(pKa≒10)>水・アルコール。有機化合物の酸性度は、電離後の共役塩基の安定性(共鳴による電荷の分散など)で説明できる。