กรด-เบส

   Homepage
 กรด-เบส

รด เบส ในชีวิตประจำวัน ( Acid Base in Everyday Life)

สารประกอบจำพวกกรด เบส มีความสำคัญและเกี่ยวข้องกับชีวิตประจำวันของมนุษย์อย่างมาก ก่อนอื่นต้องทำความเข้าใจว่า กรด เบส คืออะไรอย่างง่ายๆ
สารละลายกรด คือสารละลายที่มีรสเปรี้ยว เปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากน้ำเงินเป็นแดง หรือทำปฏิกิริยากับโลหะได้ แก๊ส H 2 และ เกลือ
สารละลายเบส คือสารละลายที่มีรสขม เปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากแดงเป็นน้ำเงิน หรือมีลักษณะลื่นๆ

นิยามของกรด-เบส

Arrhenius Concept

กรด คือ สารประกอบที่มี H และเมื่อละลายน้ำจะแตกตัวให้ H + หรือ H 3O +
เบส คือ สารประกอบที่มี OH และเมื่อละลายน้ำจะแตกตัวให้ OH –
ข้อจำกัดของทฤษฎีนี้คือ สารประกอบต้องละลายได้ในน้ำ และไม่สามารถอธิบายได้ว่า ทำไมสารประกอบบางชนิดเช่น NH 3 จึงเป็นเบส

ชนิดของกรดและเบส

กรด แบ่งตามการแตกตัว แบ่งได้ 3 ชนิด
1. กรด Monoprotic แตกตัว 1 ได้แก่ HNO 3 , HClO 3 , HClO 4 , HCN
2. กรด Diprotic แตกตัว 2 ได้แก่ H 2SO 4 , H 2CO 3
3. กรดPolyprotic แตกตัว 3 ได้แก่ H 3PO 4
การแตกตัวของกรด Polyprotic แต่ละครั้งจะให้ H + ไม่เท่ากัน แตกครั้งแรกจะแตกได้ดีมาก ค่า Ka สูงมากแต่แตกครั้งต่อ ๆ ไปจะมีค่า Ka ต่ำมาก เพราะประจุลบในไอออนดึงดูด H + ไว้ดังสมการ

H 2SO 4  H+ + HSO 4 – Ka 1 = 10 11

HSO 4 –  H+ + SO 4 2- Ka 2 = 1.2 x 10 -2

ปฏิกิริยากรด-เบส

• กรด+เบส-> เกลือ + น้ำ ; & Hydrolysis
  1. กรดทำปฏิกิริยากับเบสได้เกลือ(พวกไอออนิก)กับน้ำ เรียกปฏิกิริยาการสะเทิน ส่วนเกลือที่ได้จะมีสมบัติเป็นเกลือกรด เกลือเบส หรือเกลือกลาง ขึ้นอยู่กับชนิดของกรดเบสแก่อ่อน
  2. เกลือกรด เกิดจากกรดแก่กับเบสอ่อน; เกลือเบส เกิดจากกรดอ่อนกับเบสแก่ ; เกลือกลาง เกิดจากกรดเบสแก่ทั้งคู่ กรณีอ่อนทั้งคู่ต้องมีค่า Ka=Kb ถ้า Ka>Kb ได้เกลือกรด และ Kb>Ka ได้เกลือเบส
  3. เกลือทีเกิดปฏิกิริยาไฮโดรลิซิสได้ จะมาจากพวกกรดอ่อนหรือเบสอ่อน พวกแก่จะไม่เกิด การเกิดปฏิกิริยไฮโดรลิซิส เป็นการอธิบายว่า เกลือมีสมบัติเป็นกรด-เบสหรือกลาง นั่นเอง
  4. ตัวอย่างเกลือที่ไม่สามารถไฮโดรลิซิสได้ KCl NaCl NaNO₃ ; CaBr₂;MgSO₄; K₂SO₄ ; NaClO₄เป็นต้น
     เกลือที่มีสมบัติเป็นเกลือกรด เช่น NH₄Cl; NaHSO₄
     เกลือที่มีสมบัติเกลือเบสเช่น NaCN ; KF ; Na₂CO₃ เป็นต้น
• การหาปรมาณกรดหรือเบสที่ทำปฏิกิริยาพอดีกัน
  1. เราสามารถคำนวณได้จากสูตร
     a(molกรด)=b(molเบส)
     **a =จำนวน Hในสูตรกรดที่แตกตัวได้ ;b=จำนวนOHในสูตรเบสที่แตกตัวได้ เช่น H₃PO₄ มี a=3 ;
     CH₃COOH มี a = 1; Ca(OH)₂มี b =2
  2. กรดที่มี H มาก ๆ (a) จะใช้ปริมาณน้อย ทำนองเดียวกันเบสที่มี OH(b) มากจะใช้ปริมาณน้อย ในการทำปฏิกิริยากัน
  3. ปริมาณสาร ในที่นี้หมายถึงจำนวนโมลของสาร ซึ่งสามารถเปลี่ยนจำนวนโมลเป็น ความเข้มข้น มวล หรือปริมาตรสารละลาย ได้ตามที่เคยเรียนมาแล้ว
  4. จำนวนโมลที่ใช้บ่อย ๆ เช่น g/M = CV/1000
     ***C=mol/lit
  5. บางครั้งโจทย์อาจให้คำนวณหาร้อยละขององค์ประกอบในของผสมได้ ซึ่งต้องหามวลสารออกเป็นกรัมก่อน แล้วไปเทียบเป็นร้อยละจากของผสมทั้งหมด
• การไทรเทรตกรดเบส
  1. การไทรเทรชั่น เป็นกระบวนการวิเคราะห์หาปริมาณสารจากการไทรเทรตสารที่ทำปฏิกิริยากัน โดยในการปฏิบัติจะหาปริมาตร(V)ของสารละลายมาตรฐานซึ่งอยู่ในบิวเรต แล้วนำค่า V ไปคำนวณจาก
     ***สูตร a(molกรด) = b(molเบส)หรือ
     a(CV/1000)acid = b(CV/1000)base
  2. การบอกจุดยิติ(End point) ทำได้ 2 วิธี คือ พิจารณาจากค่าการนำไฟฟ้า ที่จุดยุติ การนำไฟฟ้าจะต่ำสุด อีกวิธีที่สะดวกคือใช้ดูการเปลี่ยนสีจากอินดิเคเตอร์ โดยจะเปลี่ยนสีช่วง pH ของเกลือที่เกิดขึ้นจากการไทรเทรต
  3. การไทรเทรตสารละลายกรดเบส เราสามารถเขียนกราฟ และพิจารณาจุดยุติจากกราฟการไทรเทรตได้ โดยแกน Y แทนค่า pH และแกน X แทนปริมาตรสารละลายที่เติม(จากบิวเรต)
• สาระลายบัฟเฟอร์
1. สาระลายบัฟเฟอร์ เป็นสารละลายที่ควบคุม pH ให้คงที่หรือเปลี่ยนน้อยมาก เมื่อเติมกรดแก่หรือเบสแก่ลงไปเล็กน้อย
2. สาระลายบัฟเฟอร์ ประกอบด้วยกรดอ่อน กับเกลือของกรดอ่อนนั้น หรือเบสอ่อนกับเกลือของเบสอ่อนนั้น (หรือต้องมี คู่กรด-คูเบสกัน นั่นเอง )
3. ตัวอย่างสารละลายผสมที่เป็นสาระลายบัฟเฟอร์
   HCN/NaCN***HCOOH/HCOONa***H₃PO₄/NaH₂PO₄***H₂CO₃/NaHCO₃
   NH₃/NH₄Cl
4. ในการณีผสมกรดกับเบส ได้สารละลายบัฟเฟอร์หรือไม่ มีหลักการพิจารณาดังนี้
   1)ผสมกรดแก่ กับเบสแก่ ไม่เป็นสารละลายบัฟเฟอร์แน่นอน
   2)ผสมสารละลายกรดแก่กับเบสอ่อน หรือกรดอ่อนกับเบสแก่ จะเป็นสารละลายบัฟเฟอร์เมื่อปริมาณ(จำนวนโมล)ของพวกอ่อน เหลืออยู่ เช่นใช้กรดอะซิติก 0.3 mol กับ NaOH 0.10 mol
   3)เมื่อผสมกรดอ่อนกับเบสแก่ หรือกรดแก่กับเบสอ่อน ที่จุดยุติ(End point)ปริมาณทั้งสองเท่ากัน ทำปฏิกิริยากันหมดพอดี จะไม่ได้สารละลายบัฟเฟอร์ เพราะสารละลายผสมมีแต่เกลือเกิดขึ้นอย่างเดียว
5. ***pH สารละลายบัฟเฟอร์***
   ถ้ามีกรดอ่อนอยู่ต้องหาความเข้มข้นไฮโดรเนียมไอออนจากสูตร
   **** [H₃O⁺]=Ka.[กรดอ่อน]/[เกลือ]
   ในกรณีเบสอ่อน หา [OH^–]=Kb.[เบสอ่อน]/[เกลือ]
6. ในการเตรียมสารละลาบัฟเฟอร์ที่เหมาะสม นิยมเตรียมอัตรส่วนความเข้มข้นของกรดอ่อนกับเกลือหรือเบสอ่อนกับเกลือ ให้มีค่าเท่ากัน ค่า pHจึงได้เท่ากับ -log Ka หรือ pOH = -logKb
7. ตัวอย่างสารละลายบัฟเฟอร์ใกล้ตัวเรา เช่นในพลาสมา ในเลือด ในของเหลวในร่างกาย ในน้ำทะเล ในพืชผักเช่นน้ำแตงกวา เป็นต้น
8. การไทเทรตจะได้สารละลายบัเฟอร์เมื่อก่อนหรือหลังจุดยุติ แล้วแต่ว่าเป็นการไขสารละลายแก่ลงในอ่อนหรือไขพวกอ่อนลงในแก่ เช่น ถ้าไขกรดอ่อนลงในเบสแก่ จะได้สาระลายบัฟเฟอร์เมื่อหลังจุดยุติ แต่ถ้ากลับกัน ไขพวกแก่ลงในอ่อน จะได้สารละลายบัฟเฟอร์ก่อนจุดยุติ โดยพิจารณาว่า พวกแก่ต้องหมดแล้วให้อ่อนเหลืออยู่cr
• cr.https://chompoomomild.wordpress.com/%E0%B8%81%E0%B8%A3%E0%B8%94-%E0%B9%80%E0%B8%9A%E0%B8%AA/