กรด-เบส
DESCRIPTION
กรด-เบส. โดย อาจารย์ สายรุ้ง อวยพรกชกร. สารละลายอิเล็กโตรไลต์. สารละลายอิเล็กโตรไลต์ คือ สารที่ละลายน้ำหรือสารที่หลอมเหลวแล้ว สามารถนำไฟฟ้าได้ เช่น NaCl, KNO 3 และ HCl ดังนั้น สารที่ ไม ่ นำไฟฟ้า จึง ไ ม่เป็น อิเล็กโตรไลต ์ เช่น น้ำตาล และ ยูเรีย. ตัวอย่างสารละลายอิเล็กโตรไลต์. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
กรด-เบส
โดย อาจารย� สายร �ง
อวยพรกชกร
สารละลายอ�เล�กโตรไลต�สารละลายอ�เล�กโตรไลต�สารละลายอ�เล�กโตรไลต� คื�อ สารที่��ละลายน้ำ !าหร�อสารที่��หลอมเหลวแล�ว สามารถน้ำ าไฟฟ'าได� เช(น้ำ NaCl, KNO3 และ HCl
ด)งน้ำ)!น้ำ สารที่��ไม(น้ำ าไฟฟ'า จ*งไม(เป็,น้ำ
อ�เล�กโตรไลต� เช(น้ำ น้ำ !าตาล และ ย-เร�ย
ต)วอย(างสารละลายอ�เล�กโตรไลต�ต)วอย(างสารละลายอ�เล�กโตรไลต� 1) อ�เล�กโตรไลต�แก(
กรด HCl HBrO3 HIO3 HClO4 HNO3 H2SO4
เกล�อ เกล�อส(วน้ำมากเบส LiOH NaOH Ba(OH)2
Ca(OH)2 Sr(OH)2
2 ) อ�เล�กโตรไลต�อ(อน้ำกรด HClO H2S HF
H3PO4 H2CO3 HNO2 H2SO3เบส NH3 และเบสอ�น้ำที่ร�ย�
เกล�อ เกล�อเฮไลด� ไซยาไน้ำด� และไที่ โอไซยาเน้ำต ของ Zn Cd
และ Hg(II)
1. 1. น้ำ�ยามของกรดน้ำ�ยามของกรดและเบสและเบส
11 น้ำ�ยามของอาร�เรเน้ำ�ยส 12. น้ำ�ยามของบรอน้ำสเตด-เสาร� 13 น้ำ�ยามของล�วอ�ส 14 น้ำ�ยามระบบต)วที่ าละลาย
11. 11. น้ำ�ยามขอน้ำ�ยามของอาร�เรเน้ำ�ยสงอาร�เรเน้ำ�ยส
กรด คื�อ สารที่��ละลายน้ำ !า แล�ว แตกต)วให� H+
เช(น้ำ HCl H+ + Cl-
H2
SO4
H+ + HSO
4
-
HCO3
- H + +
CO3
-2
เบส คื�อ สารที่�� ละลายน้ำ !า แล�วแตกต)วให� OH- เช(น้ำ NaOH Na+ + OH-
Ba(OH)2 Ba2+ + 2OH-
Ca(OH)2 Ca2+ + 2OH-
กรดแก( คื�อ กรดที่��แตกต)วให� H+ มาก กรดอ(อน้ำ คื�อ กรดที่��แตกต)วให� H+ น้ำ�อย
เบสแก( คื�อ เบสที่��แตกต)วให� OH- มาก เบสอ(อน้ำ คื�อ เบสที่��แตกต)วให� OH- น้ำ�อย
คืวามแรงของกรดและเบส
ป็ฏิ�ก�ร�ยาสะเที่�น้ำของกรดและเบส จะเป็,น้ำป็ฏิ�ก�ร�ยาระหว(าง H+ และ OH- เก�ดเป็,น้ำ น้ำ !า
H+ + OH- H2O(l)HCl + NaOH NaCl + H2Oกรด + เบส เกล�อ + น้ำ !า
ข�อจ าก)ดของน้ำ�ยามอาร�เรเน้ำ�ยส สารที่��จะเป็,น้ำกรดหร�อเบสต�อง
ละลายน้ำ !าเที่(าน้ำ)!น้ำ สารที่��ไม(ม� H+ หร�อ OH- ใน้ำโมเลก ลไม(จ)ดว(าเป็,น้ำกรด หร�อเบส เช(น้ำ NH4Cl NH3
CH3COONa
H+ จะอย-(ใน้ำร-ป็ hydrate ion เสมอ เข�ยน้ำแที่น้ำด�วย H3O+
เร�ยกว(า ไฮโดรเน้ำ�ยมไอออน้ำ หร�อ ไฮดรอกโซเน้ำ�ยมไอออน้ำ
12 12 น้ำ�ยามของบน้ำ�ยามของบรอน้ำสเตดรอน้ำสเตด--เลาร�เลาร�
กรด คื�อ สารที่�� ให� H+
เบส คื�อ สารที่�� ร)บ H+
ป็ฏิ�ก�ร�ยาระหว(างกรด และเบส เป็,น้ำการ
เคืล��อน้ำย�ายโป็รตอน้ำจากกรดไป็ย)งเบส
HCl(aq)+H2O(l) H3O+(aq) +Cl-(aq)กรด
1เบส
2 กรด2
เบส1
HCl และ Cl- เป็,น้ำ คื-(กรด-เบส คื-(ที่�� 1(conjugate acid-base)H3O+ และ H2O เป็,น้ำ คื-(กรด-เบส คื-(ที่��
2 (conjugate acid-base)
โดย
Cl- เป็,น้ำคื-(เบส (conjugate base) ของกรด HClHCl เป็,น้ำคื-(กรด (conjugate acid) ของ Cl-
และ
CO32- + H2O OH- + HCO3
-
เบส1 กรด2กรด2 เบส2
NH3 + H2O NH4+ + OH-
เบส1 กรด2กรด2 เบส2
H2O เป็,น้ำได�ที่)!งกรดและเบส
สารที่��เป็,น้ำฝ่5ายให�และร)บ H+ เร�ยกว(า
แอมฟ6โป็รต�ก (amphiprotic)
ข*!น้ำอย-(ก)บคืวามสามารถใน้ำการให�และร)บ H+
คืวามแรงของกรดและเบส
กรดแก( คื�อ กรดที่��ให� H+ มากกรดอ(อน้ำ คื�อ กรดที่��ให� H+ น้ำ�อยเบสแก( คื�อ เบสที่��ร)บ H+ มากเบสอ(อน้ำ คื�อ เบสที่��ร)บ H+ น้ำ�อย
ข�อส)งเกต 1 ส าหร)บคื-(กรด-เบสคื-(หน้ำ*�ง ถ�ากรด
เป็,น้ำกรดแก( คื-(เบสจะเป็,น้ำเบสอ(อน้ำ เช(น้ำ HCl เป็,น้ำ กรดแก( Cl- เป็,น้ำ เบสอ(อน้ำ
NH3 เป็,น้ำ เบสอ(อน้ำNH4
+ เป็,น้ำ กรดแก(2. กรดหร�อเบสอาจเป็,น้ำโมเลก ลหร�อไอออน้ำก�ได� 3 . โมเลก ลของน้ำ !าอาจเป็,น้ำฝ่5ายให�หร�อร)บ H+ ก�ได� น้ำ)�น้ำคื�อ น้ำ !าเป็,น้ำแอมฟ6โป็รต�กหร�อแอมโฟเที่อร�ก
คื(าคืงที่��ของสมด ล สมด ลของกรด
HA(aq)+H2O(l) H3O+
(aq)+ A-(aq)
ถ�าม� กรด HA ชน้ำ�ดหน้ำ*�ง ซ*�งม�การแตกต)วด)งสมการ
จะม�คื(าสมด ลด)งน้ำ�!Ka = [H3O+][A-]
[HA]เม��อ Ka เป็,น้ำคื(าคืงที่��ของการแตกต)วของกรด
สมด ลของเบส
B(aq) + H2O(l) BH+(aq) + OH-(aq)ถ�าม�เบส B ชน้ำ�ดหน้ำ*�ง ซ*�งม�การแตกต)วด)งสมการ
จะม�คื(าสมด ลด)งน้ำ�!Kb = [BH+][OH-]
[B]
เม��อ Kb เป็,น้ำคื(าคืงที่��ของการแตกต)วของเบส
ต)วอย(างที่�� 1 จงแสดงว(าจากป็ฏิ�ก�ร�ยาต(อไป็น้ำ�! สารใดเป็,น้ำเบสและกรดตามที่ฤษฎี�บรอน้ำสเตด-เลาร� KNH2+NH4ClKCl+2NH3จากสมการข�างต�น้ำสามารถเข�ยน้ำใหม(ใน้ำร-ป็สมการไอออน้ำ�ก :NH2
- + NH4+ 2NH3
เบส กรด
ต)วอย(างที่�� 2 สารต(อไป็น้ำ�! สารใดเป็,น้ำ กรดหร�อเบสตามน้ำ�ยามบรอน้ำสเตด-เลาร� ก . HI ข . HNO2 คื . NH
4
+ ง .NH
2
- จ . HCO3
-ก . HI เป็,น้ำ กรด ข . HNO2 เป็,น้ำ กรด คื . NH
4
+ เป็,น้ำ กรด ง . NH
2
- เป็,น้ำ เบสจ . HCO
3
- เป็,น้ำ กรดและเบส
1.3 1.3 น้ำ�ยามน้ำ�ยามของล�วอ�สของล�วอ�ส
กรด คื�อ สารที่��ร)บคื-( e- จากเบสได� แล�วเก�ดพ)น้ำธะโคืเวเลน้ำต�เบส คื�อ สารที่��ให�คื-( e- ใน้ำการเก�ดพ)น้ำธะโคืเวเลน้ำต�
H+ + :O-H - H-O-H....
..
..
H
H-N: + B-F H-N B-F H
H
H
F
F
F
Fเบส กร
ด
ส.ป็.ก . ที่��ธาต ม� V. e- < 8 หร�อม�ออร�บ�ตอลว(าง เช(น้ำ BF3 AlCl3 จ)ดเป็,น้ำ กรดล�วอ�ส และเร�ยกธาต น้ำ)!น้ำ ว(า อ�เล�กโตรไฟล� (Electrophile)ส.ป็.ก.หร�อไอออน้ำที่��ม�คื-( e- โดดเด��ยว จ)ดเป็,น้ำ เบสล�วอ�ส และเร�ยกอะตอมน้ำ)!น้ำว(า donor atom หร�อน้ำ�วคืล�โอไฟล� (Nucleophile) เช(น้ำ O ใน้ำ OH-
N ใน้ำ NH3
ใน้ำป็ฏิ�ก�ร�ยาสะเที่�น้ำระหว(างโลหะ ออกไซด� เช(น้ำ
:O:2- + S-O: :O S-O:....
..
..
O:
:O:
..
..
O:
:O:
..
..
2-
ต)วอย(างที่�� 3 สารต(อไป็น้ำ�!สารใดเป็,น้ำกรดตามน้ำ�ยามของล�วอ�สNH4
+ CH3+ BCl3 Fe2+
H2Sตอบ CH3+ BCl3 Fe2+
1.4 1.4 น้ำ�ยามระบบต)วน้ำ�ยามระบบต)วที่ าละลายที่ าละลาย กรด คื�อ สารที่��ให�ไอออน้ำบวกของต)วที่ า
ละลาย (ไอออน้ำกรด) เบส คื�อ สารที่��ให�ไอออน้ำลบของต)วที่ า ละลาย (ไอออน้ำเบส)
กรด HCl ใน้ำต)วที่ าละลาย HC2H3O2:
HCl + HC2H3O2 H2C2H3O2+ + Cl-
กรดต)วที่ าละลาย ไอออน้ำกรดของต)วที่ าละลาย
NaC2H3O2 ใน้ำต)วที่ าละลาย HC2H3O2 :
NaC2H3O2+ HC2H3O2
C2H3O2-+ Na+ + HC2H3O2
เม��อกรดและเบสที่ าป็ฏิ�ก�ร�ยาก)น้ำใน้ำ HC2H3O2 : H2C2H3O2
+ + C2H3O2- 2
HC2H3O2
ต)วอย(างต)วที่ าละลายที่��ใช�ใน้ำระบบต)วที่ าละลาย เช(น้ำ H2O NH3 HC2H3O2 SO2
เป็,น้ำต�น้ำ
2. 2. ป็;จจ)ยที่��ม�ผลต(อคืวามแรงป็;จจ)ยที่��ม�ผลต(อคืวามแรงของกรดและเบสของกรดและเบส
กรดไฮโดร- คืาบเด�ยวก)น้ำ คืวามแรง Z EN
เช(น้ำ NH3> H2O> HF- หม-(เด�ยวก)น้ำ คืวามแรง Z HF<HCl<HBr<HIH2O<H2S<H2Se<H2Te
เช(น้ำ
กรดออกซ� (H-O-Z) คืวามแรง ENZ
ถ�าเป็,น้ำกรดออกซ�ของอโลหะต)วเด�ยวก)น้ำ : คืวามแรง จ าน้ำวน้ำ O-atom Oxidation number HClO<HClO2<HClO3<HClO4
เบส- คืาบเด�ยวก)น้ำ คืวามแรง EN
เช(น้ำ NH3 > H2O > HF NH2
- > OH-> F-
คืวามแรง จ าน้ำวน้ำป็ระจ เช(น้ำ N3- > O2- > F-
N3- > NH2- > NH2- > NH3
Leveling effectเป็,น้ำป็รากฏิการณ์�ที่��ต)วที่ าละลายบดบ)งคืวามแรงของกรดและเบสต(างๆ
HCl + H2O H3O+ + Cl-
HNO3 + H2O H3O+ + NO3-
HClO4 + H2O H3O+ + ClO4-
กรดใน้ำน้ำ !า :
น้ำ)�น้ำคื�อ เก�ด leveling effect ของ น้ำ !า น้ำ !า เป็,น้ำ leveling solvent
ถ�าใช� HOAc เป็,น้ำต)วที่ าละลาย พบว(า กรดเหล(าน้ำ)!น้ำจะแตกต)วต(างก)น้ำ และได�ว(า
HClO4> HCl > HNO3
ด)งน้ำ)!น้ำ HOAc เป็,น้ำ differentiating solvent ของกรดเหล(าน้ำ)!น้ำ
เบสเบสแก(สามารถเก�ด leveling effect ได�เหม�อน้ำกรด เช(น้ำ NH2
- และ H- เป็,น้ำเบสแก(เหม�อน้ำก)น้ำใน้ำน้ำ !าด)งน้ำ)!น้ำ ถ�าต�องการบ(งบอกคืวามแรงของเบส 2 ชน้ำ�ดน้ำ�! ต�องใช� NH3 เป็,น้ำต)วที่ าละลาย
3. 3. การแตกต)วของการแตกต)วของกรดอ(อน้ำและเบสอ(อน้ำกรดอ(อน้ำและเบสอ(อน้ำ
เม��อ CH3COOH หร�อ HOAc ละลายน้ำ !า จะเก�ด dissociation หร�อ ionization :
31. การแตกต)วของกรดโมโน้ำโป็รต�ก
HOAc + H2O H3O+ + OAc-
1- โดยKa = [H3O+][OAc-]
[HOAc]
เม��อ Ka = คื(าคืงที่��ของการแตกต)วเป็,น้ำไอออน้ำกรด
คืวามสามารถใน้ำการแตกต)ว :
= โมลของกรดที่��แตกต)ว โมลของกรดที่)!งหมด
เม��อ = เศษส(วน้ำจ าน้ำวน้ำโมลของกรดที่��แตกต)ว
H2CO3 + H2O H3O+ + HCO3- Ka1 = 4.5 x 10-7
HCO3- + H2O H3O+ + CO3
- Ka2 = 4.7 x 10-11
32. 32. การแตกต)วของกรดโพล�โป็รต�กการแตกต)วของกรดโพล�โป็รต�ก
Ka = Ka1 x Ka2 x Ka3 x...
โดยกรดโพล�โป็รต�ก จะม�
ต)วอย(างที่�� 4 จงคื าน้ำวณ์ [H+], [ClO-] และ [HClO] ใน้ำสารละลายกรดไฮโป็รคืลอร)สที่��ม�คืวามเข�มข�น้ำ 01.
0M และคื าน้ำวณ์หาร�อยละการแตกต)วของกรดน้ำ�!ด�วย 32 10(Ka= . x -
8)
HClO + H2O H3O+ + ClO-
0.10-x x x จากKa = [H3O+][ClO-]
[HClO]3.2x10-8= (x)(x) = x2
0.10-x 0.10x = 5.7 x 10-5 M
[H+] = [ClO- ] = 5.7x10-5 M
[HClO] = 0.10 M
ร�อยละการแตกต)ว = [H+]x100 [HClO]
= 5.7x10-5x100 0.10
= 5.7x10-2
3.3 3.3 การแตกต)วการแตกต)วของเบสของเบสเบสจะเก�ดการแตกต)วใน้ำน้ำ !าเหม�อน้ำ
ก)บกรดNH3 + H2O NH4+ + OH-
1-x x x
โดย Kb = [NH4+][OH-]
[NH3]
เม��อ Kb = คื(าคืงที่��ของการแตกต)วของไอออน้ำเบส
= โมลของเบสที่��แตกต)ว โมลของเบสที่)!งหมด
ร�อยละการแตกต)วของเบส= โมลของเบสที่��แตกต)ว โมลของเบสที่)!งหมดx100
34. 34. คื(าคืงที่��ผลคื-ณ์คื(าคืงที่��ผลคื-ณ์ไอออน้ำของน้ำ !า ไอออน้ำของน้ำ !า (K(Kww))น้ำ !า แอมฟ6โป็รต�ก
เก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยา ด)งน้ำ�!HOH + HOH H3O+ + OH-
กรด1 เบส1เบส2 กรด2
เร�ยกป็ฏิ�ก�ร�ยาน้ำ�!ว(า การแตกต)วได�เองของน้ำ !า (autoprotolysis หร�อ self-ionization)โดย Kw = [H3O+][OH-] หร�อ
Kw = [H+][OH-]
ใน้ำน้ำ !าบร�ส ที่ธ�@ ;[H3O+] = [OH-] = (10-14)1/2 = 10-7 M
ใน้ำกรด ;[H3O+] > 10-7 M ; [OH-] < 10-7 M
ใน้ำเบส ;[H3O+] < 10-7 M ; [OH-] > 10-7 M
35 35 มาตราส(วน้ำ มาตราส(วน้ำ pHpHซอเรน้ำเสน้ำ (Sorensen) เสน้ำอว(า
pH = -log [H+]
หร�อ[H+] = 10- pH
ต)วอย(างที่�� 5ก) จงคื าน้ำวณ์ pH ของสารละลาย
010. M HCl ที่�� 25C HCl เป็,น้ำกรดแก( แตกต)ว 100
[H3O+] = 0.10 M
pH = - log [H3O+] = - log (0.10) = 1
ข ) ใน้ำน้ำ !าบร�ส ที่ธ�@ ม� [H3O+] = 10-7 M
pH ของน้ำ !า = 7
คื )สารละลาย NaOH 010. mol.dm-3pH = ?
NaOH เป็,น้ำเบสแก( แตกต)ว 100%
[OH-] = 0.10 mol.dm-3
จาก Kw = [H+][OH-][H+] = Kw = 10-14
[OH-] 0.10 [H+] = 10-13pH = - log 10-13 = 13
สร ป็สร ป็สารละลาย pH กรด <7 กลาง 7
เบส >7
น้ำอกจากน้ำ�! การบ(งบอกสภาวะการเป็,น้ำกรด-เบส สามารถใช�ใน้ำร-ป็ pOH ได� โดย
pOH = - log [OH-]
ด)งน้ำ)!น้ำ ใน้ำน้ำ !าบร�ส ที่ธ�@ :[H3
O+ ] = [OH - ] = 10-7 M pH = pOH = 7
หร�ออาจกล(าวได�ว(า
pH + pOH = 14
ใน้ำที่ าน้ำองเด�ยวก)น้ำ ส าหร)บคื(าคืงที่�� ของสมด ล สามารถเข�ยน้ำได� ด)งน้ำ�!
pK = -log K
ด)งน้ำ)!น้ำ acetic acid ที่��ม� Ka = 1.8x10-5
pKa = - log 1.8x10-5 = 4.74
น้ำ)�น้ำคื�อpKa กรด
ต)วอย(างที่�� 6 สารละลาย CO2 อ��มต)วม� [H3O+] เที่(าก)บ 1.3x10-4 M จงคื าน้ำวณ์ pH ของสารละลายน้ำ�!จาก pH = -log [H3O+] = -log 1.3x10-4
= 3.89
ต)วอย(างที่�� 7 พลาสมาของโลห�ต(blood plasma) ที่�� 25
°c ม� pH เที่(าก)บ 7 .4 จงคื าน้ำวณ์ [H3O+] และ [OH-]
จาก [H+] = 10-pH
= 10-7.4
= 3.9x10-8 M [H+] = 3.9x10-8 M
จาก Kw = [H3O+][OH-] = 10-14
[OH-] = Kw = 10-
14 = 2.6x10-7 M [H+] 3.9x10-8
ว�ธ�ว)ด pH ของสารละลาย1. ว�ธ�เป็ร�ยบเที่�ยบส�
เป็,น้ำการว)ด pH โดยเต�มอ�น้ำด�เคืเตอร�ที่��เหมาะสมลงไป็ใน้ำสารละลายหร�อใช�กระดาษช บอ�น้ำด�เคืเตอร�(กระดาษ pH)2. ว)ดคืวาม
ต(างศ)กย�เป็,น้ำการว)ด pH โดยใช�เคืร��อง pH ม�เตอร� (pH meter) ซ*�งว)ดคืวามต(างศ)กย�ระหว(างข)!วไฟฟ'าแก�วและข)!วไฟฟ'ามาตรฐาน้ำ
4. 4. ไฮโดรล�ซ�สไฮโดรล�ซ�ส คื�อ ป็ฏิ�ก�ร�ยาระหว(างเกล�อก)บน้ำ !า ซ*�ง
ละลายน้ำ !าจะแตกต)วให�ไอออน้ำบวกและ ไอออน้ำลบ
เม��อไอออน้ำบวกเก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยา :M+ + H2O MOH + H+ (pH<7)
เม��อไอออน้ำลบเก�ดป็ฏิ�ก�ร�ยา :X- + H2O HX +
OH- (pH>7)
เกล�อที่��จะเก�ดไฮโดรล�ซ�สได� ต�องเป็,น้ำเกล�อที่��ม�ไอออน้ำของกรดอ(อน้ำหร�อเบสอ(อน้ำเที่(าน้ำ)!น้ำ
เกล�อระหว(างกรดแก(ก)บเบสแก(
ไม(เก�ดไฮโดรล�ซ�ส
4.1 4.1 เกล�อของกรดเกล�อของกรดอ(อน้ำอ(อน้ำ--เบสแก(เบสแก(เม��อ OAc- ละลายน้ำ !าจะเก�ดไฮโดรล�ซ�ส :
OAc- + H2O HOAc + OH-
Kh = [HOAc][OH-] = Kw
[OAc-] Ka
4.2 4.2 เกล�อของเกล�อของกรดแก(กรดแก(--เบสอ(อน้ำเบสอ(อน้ำเม��อ NH4
+ ละลายน้ำ !าจะเก�ดไฮโดรล�ซ�ส :
NH4+ + H2O NH3 + H3O+
Kh = [NH3][H3O+] = Kw
[NH4+] Kb
4.3 4.3 เกล�อของกรดเกล�อของกรดอ(อน้ำอ(อน้ำ--เบสอ(อน้ำเบสอ(อน้ำเม��อ NH4CN ละลายน้ำ !าจะเก�ด
ไฮโดรล�ซ�ส :NH4+ + H2O NH3 + H3O+ (1)
Kh = [NH3][H3O+] = Kw
= 10-14 = 5.6x10-10 [NH4
+] Kb
1.8x10-5CN- + H2O HCN + OH- (2)Kh = [HCN][OH-] = Kw
= 10-14 = 2.0x10-5
[CN-] Ka
4.9x10-10
จะเห�น้ำได�ว(า ป็ฏิ�ก�ร�ยา 2( ) เก�ดได�มากกว(า ป็ฏิ�ก�ร�ยา 1( )
ม� OH- > H3O+ สารละลายเป็,น้ำเบสเม��อ ป็ฏิ�ก�ร�ยา 1 2( ) + ( ) :
NH4+ + CN- NH3
+ HCN Kh = [NH3][HCN] = Kw
[NH4+][CN-]
Kax Kb
pH = Kwx Ka
Kb
ข�อสร ป็เก��ยวก)บไฮโดรล�ซ�สของเกล�อต(างๆ
แบบของเกล�อ ไอออน้ำที่��เก�ดไฮโดรล�ซ�ส pH
กรดแก(-เบสแก( - 7
กรดอ(อน้ำ-เบสแก( ไอออน้ำลบ >7กรดแก(-เบสอ(อน้ำ ไอออน้ำบวก <7กรดอ(อน้ำ-เบสอ(อน้ำ ไอออน้ำบวกและลบ 7 < 7, >7
5. 5. สารละลายสารละลายบ)ฟเฟอร�บ)ฟเฟอร�
คื�อ สารละลายที่��เต�มกรดแก(หร�อเบสแก(จ าน้ำวน้ำเล�กน้ำ�อยลงไป็ แล�วไม(ที่ าให� pH ของสารละลายเป็ล��ยน้ำแป็ลง
ได�แก( สารละลายผสมระหว(างกรดอ(อน้ำและ
เกล�อของกรดอ(อน้ำ หร�อ สารละลายผสมระหว(างเบสอ(อน้ำและเกล�อของเบสอ(อน้ำ
เม��อพ�จารณ์าสมด ลระหว(าง HOAc และ NaOAc ด)งสมการHOAc + H2O OAc -
+ H3O+ Ka = [OAc-][H3O+][H3O+] = Ka [HOAc]
[HOAc][OAc-] [H
3O+ ] = Ka [กรด]
[เกล�อ]
หร�อ pH = pKa - log [กรด] [เกล�อ]
ถ�ากรดและเกล�อม�คืวามเข�มข�น้ำเที่(าก)น้ำ:
pH =pKa
ต)วอย(างที่�� 8 สารละลายที่��ม� HOAc 0.1 โมล และ NaOAc 01. โมล ใน้ำ 1 dm3 (Ka = 1.8x10-5) บ)ฟเฟอร�กรดpH = pKa = 4.74
ก . เม��อเต�มน้ำ !าลงไป็ : pH = 4.74 ข . เม��อเต�ม 1 M HCl ลงไป็ 1 cm3
จะม� H3O+ มาที่ าป็ฏิ�ก�ร�ยาก)บ OAc- = 0.001 โมล
H3O+ + OAc- HOAc + H2Oจาก HCl
HOAc = 0.1 + 0.001 = 0.101 molOAc- = 0.1- 0.001 = 0.099 mol
จาก pH = pKa - log [กรด]
[เกล�อ]= 4.74 - log
0.101 0.099
= 4.731ถ�าเต�มกรดจ าน้ำวน้ำเที่(าน้ำ�!ลงใน้ำน้ำ !า :pH = -log [H3O+] = 3
คื . เม��อเต�ม 1 M NaOH ลงไป็ 1 cm3
จะม� OH- มาที่ าป็ฏิ�ก�ร�ยาก)บ HOAc = 0.001 โมล
OH- + HOAc OAc- + H2Oจาก NaOH
HOAc = 0.1 - 0.001 = 0.099 molOAc- = 0.1+ 0.001 = 0.101 mol
จาก pH = pKa - log [กรด]
[เกล�อ]= 4.74 - log
0.099 0.101
= 4.749ถ�าเต�มเบสจ าน้ำวน้ำเที่(าน้ำ�!ลงใน้ำน้ำ !า :pOH = -log [OH-] = 3
pH = 14 - 3 = 11
ส าหร)บสารละลายที่��เป็,น้ำของผสมระหว(างเบสอ(อน้ำและเกล�อของเบสอ(อน้ำ เช(น้ำ NH3 และ NH4Cl เป็,น้ำบ)ฟเฟอร�ที่��เป็,น้ำเบส
[OH- ] = Kb [เบส] [เกล�อ]
หร�อ pOH = pKb - log [เบส] [เกล�อ]
6 . 6 . อ�น้ำด�เคืเตอร�ส าหร)บกรดอ�น้ำด�เคืเตอร�ส าหร)บกรด--เบสเบสเป็,น้ำสารอ�น้ำที่ร�ย�ที่��ม�โคืรงสร�างซ)บซ�อน้ำและเป็ล��ยน้ำส�ได� เม��อ pH ของสารละลายเป็ล��ยน้ำแป็ลงไป็เป็,น้ำคื(าที่��เหมาะ สมเป็,น้ำกรดอ(อน้ำหร�อเบสอ(อน้ำ
อ�น้ำด�เคืเตอร�จะเป็ล��ยน้ำส�ที่�� pH เที่(าใดข*!น้ำอย-(ก)บคื(าคืงที่��ของสมด ลของอ�น้ำด�เคืเตอร�
ช(วง pH ของสารละลายที่��อ�น้ำด�เคืเตอร�คื(อยๆเป็ล��ยน้ำส�จากส�หน้ำ*�งไป็เป็,น้ำอ�กส�ห
น้ำ*�ง เร�ยกว(า ช(วง pH ของอ�น้ำด�เคืเตอร�
7. 7. การไที่เที่รตกรดการไที่เที่รตกรด--เบสเบสเป็,น้ำกระบวน้ำการหาป็ร�มาณ์กรดและเบส
ที่��ที่ าป็ฏิ�ก�ร�ยาพอด� แล�วน้ำ าไป็คื าน้ำวณ์คืวามเข�มข�น้ำของกรดหร�อเบส จ ดที่��กรดและเบสที่ าป็ฏิ�ก�ร�ยาพอด�ก)น้ำ
เร�ยกว(า จ ดสมม-ลซ*�งจะม�คื(าแตกต(างก)น้ำไป็ข*!น้ำอย-(ก)บชน้ำ�ด
ของกรดและเบสจ ดที่��อ�น้ำด�เคืเตอร�เป็ล��ยน้ำส� เร�ยกว(า จ ดย ต� ด)งน้ำ)!น้ำคืวรเล�อกอ�น้ำด�เคืเตอร�ที่��เป็ล��ยน้ำส�ตรงช(วงจ ดสมม-ลหร�อใกล�เคื�ยงมากที่��ส ด
7.1 7.1 การไที่เที่รตกรดแก(ก)บเบสแก(การไที่เที่รตกรดแก(ก)บเบสแก(จ ดสมม-ลของสารละลายม� pH เที่(าก)บ 7
7.2 7.2 การไที่เที่รตกรดอ(อน้ำก)บเบสแก(การไที่เที่รตกรดอ(อน้ำก)บเบสแก(จ ดสมม-ลของสารละลายม� pH มากกว(า 7
7.3 7.3 การไที่เที่รตกรดแก(ก)บเบสอ(อน้ำการไที่เที่รตกรดแก(ก)บเบสอ(อน้ำจ ดสมม-ลของสารละลายม� pH น้ำ�อยกว(า 7
74. 74. การไที่เที่รตกรดโพล�โป็รต�กก)บเบสแก(การไที่เที่รตกรดโพล�โป็รต�กก)บเบสแก(จ ดสมม-ลของสารละลายจะข*!น้ำก)บคื(าคืงที่��
ของการแตกต)วของกรด
Dr. S. M.Condren
Dipro tic Weak Acid - Strong Base T itration
0
2
4
6
8
10
12
14
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Volum e of Base Added
pH
แบบฝึ�กหั�ด
1 .จงคื าน้ำวณ์ pH ของสารละลายต(อไป็น้ำ�!
ก . สารละลาย 0 14. M HCOOH ( pH = 231. )
ข . สารละลาย NH4Cl เข�มข�น้ำ 0. 25M ( pH = 4 ..9 3 )
คื . สารละลายแอมโมเน้ำ�ย 02. 53 ที่��ม� NH3 ละลายอย-( 0.
m mm 86 ( pH = 1189 ง . สารละลายของ NaCN 0.40 d 3 ที่��ม� NaCN ละลายอย-( 05.
6mol ( pH = 1173. ) 2. จะต�องใช�โซเด�ยมอะซ�เตตก��โมล
ละลายน้ำ !า เพ��อให�สารละลายม�ป็ร�มาตร 025 3. dm และม� pH = 8.9
0028( . mol )
3 .เม��อเต�ม 100 150. M HCl cm3 ลงใน้ำสารละลายที่��ม� Na
2CO
3 30 g ใน้ำน้ำ !า 350
mm 3 สารละลายน้ำ�!จะม� mm เที่(าใด (10.2)4. เม��อผสม 00550. M H
2SO 4 25 cm3
ก)บ 012 30. M KOH cm 3
ก . สารละลายที่��ได�จะเป็,น้ำกรดหร�อเบส mเบส) ข . สารละลายจะม� pH เที่(าใด 1219( . )5. จงคื าน้ำวณ์ [+][ClO- ] และ [HClO] ใน้ำสารละลายกรดไฮ
โป็คืลอร)สที่��ม�คืวามเข�มข�น้ำ 010. M และคื าน้ำวณ์หาร�อยละการแตกต)วของกรดน้ำ�!ด�วย ([H+ ] = [ClO- ] = 5.7 x 10- 5M, [HClO] =
010. M, ร�อยละการแตกต)วของกรด = 5 .7 x 1 0 - 2 )
6.สารละลาย 0.13 M ของกรดอ�น้ำที่ร�ย�ชน้ำ�ดหน้ำ*�งม� 545pH = . จงคื าน้ำวณ์คื(า
Ka ของกรดน้ำ�! 969 10( . x -11 ) 7. ไอออน้ำลบ (A- ) ของเกล�อ KA ใน้ำ
สารละลาย m 01 เก�ดไฮโดรล�ซ�ส 8%จงคื าน้ำวณ์ Kaของกรดน้ำ�! (1.4 x 10-11 )
8.อ)ตราส(วน้ำของกรดฟอร�ม�กและเกล�อฟอร�เมตคืวรจะเป็,น้ำเที่(าใดจ*งจะที่ าให�สารละลายบ)ฟเฟอร�ของกรด-เกล�อคื-(น้ำ�!ม� = 2 .pH
89 7 3( . )
9 .อ�น้ำด�เคืเตอร� (HIn) ม�คื(าคืงต)วสมด ลเที่(าก)บ 1 x10
-5 เม��ออย-(ใน้ำร-ป็ของ HIn จะม�ส�เหล�อง แต(ใน้ำ ร-ป็ของ In- จะม�ส�เข�ยว ถ�าอ�น้ำด�เคืเตอร�น้ำ�!อย-(ใน้ำสารละลายที่��ม� pH เที่(าก)บ 7 สารละลายจะม�ส�อะไร (เข�ยว )
10 จงคื าน้ำวณ์ pH ของสารละลายใน้ำการไที่เที่รต m 0100 กรดเบน้ำโซอ�ก 3 cm3 ก)บ 0100 30. M NaOH cm3
ก . เม��อหยดสารละลาย NaOH ลงไป็ 10 cm3 (3.9 )
ข . เม��อหยดสารละลาย NaOH ลงไป็ 30
mm 3 (8.45 ) คื . เม��อหยดสารละลาย NaOH ลงไป็ 40
mm 3 (12.16 )