塩化水素 HCl を水に溶かすと H⁺ と Cl⁻ に分かれます。このように、水に溶けて H⁺ を出すものが酸です。
酸っぱいこと、青いリトマス紙を赤にすること、金属を溶かして水素を出すこと。酸に共通するこれらの性質は、どれも H⁺ が持っているものです。塩酸でも酢酸でも同じ性質が出るのは、どちらも H⁺ を出すからです。
図の粒を見てください。Cl⁻ のほうは何もしていません。酸の性質を決めているのは、出てきた H⁺ だけです。
水酸化ナトリウム NaOH を水に溶かすと Na⁺ と OH⁻ に分かれます。このように、水に溶けて OH⁻ を出すものが塩基です。塩基のうち水に溶けるものをアルカリといいます。
赤いリトマス紙を青にすること、手につけるとぬるぬるすること。これらは OH⁻ が持っている性質です。
ここでも Na⁺ は何もしていません。酸と塩基は、H⁺ と OH⁻ という 2 種類の粒の話に絞ってしまってかまいません。
アンモニア NH₃ には OH という部分がありません。それなのに水に溶かすと塩基性を示します。H⁺ を出すか OH⁻ を出すか、という決め方では、これを説明できません。
そこで、H⁺ を渡すほうを酸、H⁺ を受け取るほうを塩基と決め直します。ブレンステッドの定義といいます。
NH₃ は水から H⁺ を 1 つ受け取って NH₄⁺ になります。水は H⁺ を渡したので OH⁻ が残ります。こうして OH⁻ が増えるので、液は塩基性になります。この見方だと、水は相手によって酸にも塩基にもなります。
水の中では [H⁺] × [OH⁻] がつねに一定なので、どちらか一方が多ければもう一方は必ず少なくなります。液性は、その多い少ないの比べ合いです。
H⁺ のほうが多ければ酸性、OH⁻ のほうが多ければ塩基性、同じ数なら中性です。図の 3 つのビーカーが、その 3 つの状態です。
中性は「何も入っていない」ことではありません。食塩水にも H⁺ と OH⁻ はあります。数が釣り合っているだけです。