คู่มือปฏิบัติการรายวิชาเคมี 2 (242105)

คมู ือปฏิบตั ิการ
รายวิชา 242105 เคมี 2

ชือ่ นิสติ .......................................................................................
รหสั นิสติ ................................................ ชนั้ ปที่...........................
คณะ...........................................................................................
สาขาวิชา.....................................................................................
SEC..…................. กลุม ท.ี่ ........................ ลําดับที.่ .......................

สาขาวิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร มหาวทิ ยาลยั พะเยา





รายการอุปกรณพ์ ื้นฐาน หอ้ งปฏิบัติการเคมี

Beaker Cylinder Erlenmeyer Flask Dropper
บีกเกอร์ กระบอกตวง ขวดรูปกรวย หลอดหยด

Burette Burette clamp Condenser clamp Clamp holder
บิวเรต ทีจ่ บั บิวเรต = Boss head

Test tube Test tube rack Stand Stirring rod
หลอดทดลอง ทีต่ ้ังหลอดทดลอง ขาต้ัง แท่งแก้วคน

Funnel Plastic Wash bottle Watch glass Brush test tube
กรวยกรอง ขวดน้ำกลั่น กระจกนาฬิกา แปรงล้าง

Buchner Funnel Filter Flask Measuring pipette Transfer pipette
กรวยกรองสญู ญากาศ = Suction Flask = Graduate pipette = Volumetric Pipette
ปิเปตแบบกระเปาะ
ปิเปต

Syringe ball Filter paper Forceps Thermometer
ลูกยาง กระดาษกรอง ปากคีบ เทอรโ์ มมเิ ตอร์

Spatula Evaporating dish Crucible tongs Crucible and cover
ชอ้ นตกั สาร ชามระเหย คีมจบั ถ้วยทนไฟ ถ้วยทนไฟ

Clay triangle Wire gauze Tripod Volumetric Flask
ตะแกรงลวด
สามขา ขวดวดั ปริมาตร

Mortar and Pestle Ring support Safety glasses Para film
โกรง่ บดสาร = O - ring = Goggle แว่นตา พาราฟิล์ม

Volt meter Calorimeter Glove Pasture pipette
โวลท์มเิ ตอร์ คาลอริมิเตอร์ = ถ้วยโฟม ถงุ มือ พาสเจอร์ปิเปต

Stopwatch Stopper Test tube screw cap Separating funnel
นาฬกิ าจับเวลา จกุ ยาง
หลอดทดลองฝาเกลยี ว กรวยแยก



สารบัญ

เรื่อง หน้า
การทดลองที่ 1

เทคนิคตา่ งๆ ในห้องปฏิบัตกิ ารเคมี…………………………………………………. 1
การทดลองที่ 2

ความถกู ตอ้ งและแมน่ ยำ…………………………………………………………………. 11
การทดลองที่ 3

สารละลายบฟั เฟอร์…………………………………………………………………… 16
การทดลองที่ 4

เซลลก์ ัลวานกิ ………………………………………………………………………….……… 21
การทดลองที่ 5

อัตราการเกดิ ปฏิกริ ิยา…………………………………………………………………… 30
การทดลองที่ 6

คุณภาพวเิ คราะหไ์ อออนบวก หมู่ 1 และ 2…………………..………………… 34
การทดลองที่ 7

คณุ ภาพวเิ คราะหไ์ อออนลบ……………………………………….………………….. 41
การทดลองที่ 8

ปฏิกิรยิ าผนั กลบั สมดุลเคมี………………………..……………….…………………. 48
การทดลองที่ 9

ปฏิกิรยิ าออกซิเดชน่ั ของเฟอรสั ไอออน…………………………………………. 52
การทดลองที่ 10

ไขมันและนำ้ มัน: การทำสบู่ ……………………………….…………………………. 58

1

การทดลองท่ี 1
เร่อื ง เทคนิคตา่ งๆ ในห้องปฏิบตั ิการเคมี

(Laboratory Techniques)

วตั ถปุ ระสงค์
1. เพือ่ แนะนำให้นิสติ ถึงวิธีปฏิบัติตนในห้องปฏิบัติการเคมี
2. เพื่อแนะนำเทคนิคพืน้ ฐานในปฏิบตั ิการเคมีแก่นิสติ
3. เพือ่ ให้นิสติ รู้จกั อปุ กรณ์พืน้ ฐานในหอ้ งปฏิบตั ิการเคมี รวมถึงวิธีใช้งานอย่างถูกต้อง

หลักการ
ในการทำปฏิบัติการทางเคมีน้ันนอกจากความรวดเร็ว ถูกต้องและแม่นยำแล้วนั้นความ

ปลอดภัยเป็นสิ่งหนึ่งที่ควรระลึกถึง การศึกษาเทคนิคในการทดลอง การใช้งานอุปกรณ์ต่าง ๆ
อย่างถูกต้อง รวมถึงการทราบถึงข้อควรระวังที่สำคัญจึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งต่อผู้เข้าปฏิบัติการ
เคมีทกุ คน

เทคนิคพื้นฐาน
การรินและการเทสารเคมี

• เปิดขวดสารเคมี ให้วางฝาขวดในลักษณะหงายลงบนตำแหน่งที่จัดไว้ หรือ ที่
เหมาะสม

• ไม่ควรรนิ สารเคมีที่เปน็ ของเหลวไหลลงกระทบก้นภาชนะรองรับโดยตรง เนอ่ื งจาก
ของอาจกระเด็นเปรอะเปือ้ น และเปน็ อนั ตราย

• รินให้ไหลไปตามขอบข้างของภาชนะ หรอื รินผ่านแท่งแก้วคน
• ควรใหภ้ าชนะทำมมุ ประมาณ 45 องศากบั พืน้ ดงั รูป 1.1
• สารเคมีที่เป็นของแข็งควรใช้ช้อนตักสาร หากสุดวิสัยใหใช้วิธีเอียงแล้วหมุนขวด

พร้อมเคาะปากขวดใหส้ ารค่อยๆ ไหลออกมา

การผสมสารเคมีทีเ่ ปน็ ของเหลว

• ควรทำการรินอย่างช้าๆ ให้สารเคมีไหลไปตามผนังด้านใน พร้อมทั้งทำการคน
เพื่อให้การผสมเกิดได้อย่างสม่ำเสมอ

2

รูป 1.1 สาธิตการรนิ และการเทสารเคมี
การจุดตะเกียง

ตะเกียงบุนเสนใช้การเผาไหม้จากก๊าซเชื้อเพลิงผสมกับอากาศในสัดส่วนที่
เหมาะสม มีขน้ั ตอนการใชง้ านดังน้ี
1. ปิดชอ่ งอากาศ เปิดวาล์วกา๊ ซ แล้วจุดไฟ
2.ปรับชอ่ งอากาศจนได้เปลวไฟตามต้องการ

รูป 1.2 ชดุ ตะเกียงบนุ เสน

3

การต้มสาร
• ใช้ wire gauze วางบน tripod แล้ววางภาชนะต้มสารบนชุดอปุ กรณ์ดงั กลา่ ว
• กรณีไอของสารเปน็ พิษหรอื มีกลิ่นเหม็น ต้องทำการทดลองในตู้ควัน
• สารทีส่ ามารถติดไฟได้ ควรต้มในอ่างต้มน้ำ หา้ มตม้ โดยตรง

การระเหยสารละลาย
วัตถปุ ระสงค์เพื่อทำให้สารละลายเข้มขน้ ขึน้ หรอื ทำให้ตะกอนแห้ง
• อย่าใชไ้ ฟแรงเกินไป เพื่อป้องกันสารสลายตวั

รปู 1.3 การจดั ชดุ ใหค้ วามรอ้ นสาร รปู 1.4 การระเหยสารละลาย

การแยกของแขง็ และของเหลวออกจากกัน
1. การตกตะกอน
เป็นการทำให้โมเลกลุ หรอื ไอออนในสารละลายแยกตวั ออกจากสารละลาย โดย

• อาจใช้สารเคมีช่วย เรียกว่าตัว precipitant โดยใช้ปริมาณที่พอเหมาะ ซึ่งหากมาก
เกินไปอาจทำให้ตะกอนละลายกลับได้

• ทำการเติม precipitant อย่างช้าๆ คนอย่างสม่ำเสมอ เพื่อให้ตะกอนเกิดอย่างช้าๆ
และจะมีขนาดใหญ่กรองได้งา่ ย

• การเร่งให้เกิดตะกอนเร็วเกินไปตะกอนจะมีขนาดเล็ก อาจมีสิ่งเจือปนมาปะปนได้
งา่ ย

4

• การย่อยตะกอน (digest) เป็นการให้ความร้อนแก่สารละลาย เพื่อละลายตะกอน
ขนาดเล็กให้ก่อตัวเป็นตะกอนขนาดใหญ่ใหม่ ซึ่งอาจต้องมีการต้ังทิ้งไว้ตาม
ระยะเวลาแลว้ แตช่ นิดของปฏิกิรยิ า

• การทดสอบว่าตกตะกอนสมบูรณ์หรือไม่ โดยทิง้ ให้ตะกอนนอนก้น แล้วสังเกตการ
เกิดตะกอนใหมจ่ ากการหยด precipitant ลงในส่วนสารละลายใสด้านบนตะกอน

2. การรนิ สารละลายใสออกจากตะกอน
• ใช้ในกรณีตะกอนหนกั ซึง่ ไม่จำเป็นต้องทำการกรอง
• อาจใชห้ ลอดดดู ช่วยดดู สารละลายจากตะกอน

3. การกรองสารโดยแรงโนม้ ถว่ ง
เป็นการแยกสารละลายกับตะกอนโดยใช้วสั ดตุ ัวกลาง เช่น กระดาษกรอง ตะแกรง
เป็นต้น โดยในที่นีจ้ ะกลา่ วถึงในเร่ืองกระดาษกรองเปน็ หลกั โดยมีหลกั การใชง้ านดังน้ี
การพบั กระดาษ โดยพืน้ ฐานสามารถทำได้ 2 แบบ
1.แบบกรวย ใช้กับกรณีต้องการเก็บตะกอนให้ได้หมด ทำโดยการพับเป็นสี่ส่วน แล้วม้วน
เป็นรูปกรวย แล้วทำการฉีกมุมหนึ่งของกระดาษประมาณประมาณ 1 ใน 3 ของรัศมี ซึ่งจะช่วยให้
กระดาษกรองแนบสนิทกับกรวยมากขึ้น
2. แบบลูกฟูก ใช้ในกรณีต้องการความรวดเร็ว เน่ืองจากการพับแบบนี้มีพื้นที่ผิวที่สัมผัส
กับสารละลายมากกว่าแบบแรก โดยทำการพับไปมาคล้ายพดั

รูป 1.5 การพบั กระดาษกรองแบบกรวย (ซ้าย) และแบบลูกฟกู (ขวา)

5

การกรอง
• จัดกระดาษกรองที่พับแล้วลงกรวย แล้วทำการฉีดน้ำ (หรือของเหลวอื่นที่

เหมาะสม) ลงบนกระดาษกรองใหเ้ ปียก
• ควรกรองโดยการเทผ่านแท่งแก้วคนสู่กระดาษกรอง แท่งแก้วควรอยู่ใกล้กระดาษ

กรองแตไ่ มค่ วรใหโ้ ดนกระดาษกรอง
• สารละลายควรรอให้ตะกอนนอนก้นก่อน จากนั้นรินส่วนสารละลายใสลงกรองจน

เกือบหมด แล้วจงึ ทำการกวนตะกอนแลว้ กรองต่อ (การทำแบบนี้จะชว่ ยให้กรองได้
รวดเรว็ กวา่ การให้ตะกอนกระจายทวั่ สารละลายแลว้ กรอง)
• ทำการฉีดล้างตะกอนที่ติดค้างในภาชนะด้วยสารละลายทีเ่ หมาะสม
• อย่าให้สารละลายล้นกระดาษกรอง
• ข้ันตอนสุดท้ายใหท้ ำการล้างตะกอนด้วยสารละลายทีร่ ะบไุ ว้

รปู 1.6 เทคนิคการกรองสาร
4. การกรองแบบสญุ ญากาศ
เปน็ การกรองแบบรวดเร็ว โดยใช้แรงดงึ จากระบบเสมือนสญุ ญากาศ
• ทำการจดั อุปกรณด์ งั รูป 1.7
• วางกระดาษกรองที่มขี นาดเลก็ กวา่ ปากกรวยกรองเล็กน้อยลงบนกรวย

6

• ฉีดสารละลายที่เหมาะสม (น้ำหรือตัวทำละลายที่กำหนดไว้) ลงให้กระดาษกรอง
เปียก เพือ่ ใหแ้ นบสนิทกับกรวย

• เปิดก๊อกน้ำ แล้วทำการกรอง โดยใช้การเทแบบเดียวกับการกรองโดยแรงโน้มถ่วง
• เม่ือเสร็จแล้ว ให้ถอดสายยางออกก่อน แล้วจึงปิดน้ำ เพื่อป้องกันน้ำไหลย้อนสู่

ระบบ

รปู 1.7 การจัดชดุ กรองสุญญากาศโดยใช้ก๊อกน้ำชว่ ย
5. การเหวย่ี ง
เป็นการแยกของแขง็ ออกจากของเหลวโดยใช้แรงหนีศนู ย์กลาง
• ต้องจดั น้ำหนักใหม้ ีความสมดุล โดยบรรจุหลอดทีม่ ีสารละลายน้ำหนักเทา่ ๆ กัน ให้
อยตู่ รงข้ามกนั เป็นคู่ ๆ
• ในกรณีหลอดสารละลายไม่
ค ร บ คู่ ใ ห้ ใ ช้ ห ล อ ด บ ร ร จุ น้ ำ
ชว่ ยในตำแหนง่ ตรงข้าม
• การเหวี่ยงโดยทั่วไปจะใช้
เวลาประมาณ 1-2 นาที
• ในการนำหลอดทดลองออก
ค ว ร ร อ ใ ห้ เค ร่ื อ ง ห ยุ ด ห มุ น
ก่อน

รปู 1.8 ชุดเคร่อื งเหวีย่ งสาร

7

การช่ังสาร
• ตรวจสอบสภาพเคร่ืองช่ัง เช่น อยู่ในตำแหน่งสมดุลย์ ตำแหน่งจานช่ังถูกต้อง มี
สารตกหลน่ บนเครื่องช่ัง เป็นต้น
• วางภาชนะชั่งลงบนจานรองช่งั (หา้ มชัง่ สารเคมีบนจานชั่งโดยตรง เนื่องจากจะเกิด
การกัดกร่อนจานชง่ั ) แล้วทำการปรับศนู ย์ (Tare) เพื่อหักค่านำ้ หนกั ภาชนะ
• ตักสารด้วยชอ้ นตักสาร (Spatula)
• ไมค่ วรกดโต๊ะที่วางเครื่องช่งั เนื่องจากอาจทำเครื่องช่งั เสียสมดุลยไ์ ด้
• ควรชัง่ สารทีม่ อี ณุ หภูมิตามอณุ หภูมิห้อง เนือ่ งจากอุณหภมู มิ ีผลตอ่ น้ำหนัก
• หลงั ใชเ้ ครื่องช่งั ตอ้ งทำความสะอาดทุกคร้ัง เพื่อเปน็ รักษาสภาพเคร่อื งชง่ั

การวัด ตวง ปริมาตร
อุปกรณ์ตวงวัดแต่ละชนิดมีความจำเพาะเจาะจงในการใช้งานต่างกัน ซึ่งขึ้นอยู่กับความ
ต้องการในการใชง้ าน
กระบอกตวง เป็นอุปกรณ์พืน้ ฐาน มีหลายขนาด เช่น 10 25 50 mL ซึ่งโดยท่ัวไปมักมีความ
ละเอียดเพียงทศนิยมตำแหน่งที่ 1 เช่น 50.5 mL
บิวเรต ใช้ในการไทเทรต ความละเอียดโดยปกติสามารถอ่านได้ถึงทศนิยม 2 ตำแหน่ง เช่น
บิวเรตขนาด 25.00 mL
Transfer pipet (Volumetric pipet) เป็นอุปกรณใ์ ช้โอนถ่ายของเหลว ปริมาตรอ่านได้ทศนยิ ม
2 ตำแหน่ง แต่มีขีดบอกปริมาตรเพียงขีดเดียว ดังนั้นโดยปกติจะเติม 00 ลงไปหลังจุดทศนิยมเสมอ
เชน่ 10.00 25.00 50.00 เป็นต้น
Measuring pipet (Graduated pipet) อุปกรณ์ถ่ายโอนของเหลวเช่นเดียวกัน ความแม่นยำ
ตำกวา่ Transfer pipet ลกั ษณะมีขดี ปริมาตรแบง่ ย่อยคล้ายบิวเรต
Volumetric flask ใช้ในการเตรียมสารละลาย โดยมีปริมาตรแน่นอน ตามที่กำหนดไว้ ปกติ
อา่ นค่าที่ทศนิยม 2 ตำแหนง่ โดยเติม 00 ลงไปหลงั จุดทศนยิ มเสมอ
การอา่ นปริมาตรสารลาย

• ให้สายตาอยู่ระดับเดียวกับสว่ นบนของสารละลาย
• ทำการอา่ นจากจุดโค้งล่างสุด (meniscus) หากสารละลายสีทึบมากให้อา่ นจากโค้ง

บน
• อาจใช้กระดาษสีขาว ขีดแถบทึบด้วยหมึกสีเข้ม ทาบด้านหลังอุปกรณ์ที่จะอ่าน

โดยใหแ้ ถบทึบอยู่ลา่ งผวิ โค้งของสารละลาย เป็นการทำให้เหน็ ชดั เจนขนึ้

8

การใชง้ าน pipette
• ทำความสะอาดปิเปตด้วยน้ำสะอาด แล้วกล้ัวด้วยสารละลายที่ต้องการ
• บีบลูกยางเพื่อใหอ้ ากาศออก แล้วสวมลกู ยางด้านบนของปิเปตแบบหลวมๆ โดยใช้
มอื ข้างที่ไม่ถนดั ถือลูกยาง มอื ข้างที่ถนดั ใหใ้ ช้จับปิเปต
• ค่อยคลายมือที่บีบลูกยางไว้ออกเพื่อให้สารถูกดูดขึ้นไป ข้ันตอนนี้ต้องระวังอย่าให้
สารเข้าไปในลกู ยาง
• เอาลูกยางออก ใช้นิ้วชี้ที่แห้ง ปิดปลายด้านบน การปรับปริมาตรสารละลายในปิ
เปตทำได้โดยการขยบั ปลายนวิ้ เลก็ น้อย
• ทำการเชด็ ปลายปิเปตด้วยกระดาษทำความสะอาด หรอื ใช้การปาดกับปากภาชนะ
ก่อนยกปิเปตออกเพื่อถา่ ยโอนสารละลายสู่ภาชนะอื่น
• ถ่ายสารละลายสู่ภาชนะที่ต้องการ โดยการสารไหลออกหมด ให้แตะปลายปิเปต
กับผิวข้างภาชนะค้างไว้ประมาณ 5 วินาที เพื่อให้ผิวภาชนะดึงสารละลายออกเอง
หา้ มทำการเป่าออกจากปิเปต เนื่องจากปิเปตได้ถกู ออกแบบโดยวิธีมาตรฐานให้
มีสารละลายค้างไว้อยแู่ ล้ว

รูป 1.9 การใชง้ านปิเปต

9

การใชง้ าน buret
• ทำความสะอาดบิวเรตด้วยน้ำสะอาด แล้วกลั้วด้วยสารละลายที่ต้องการ
• ติดตงั้ บิวเรตกบั ชดุ ติดตงั้ ประกอบด้วยขาตง้ั ที่จับบิวเรต และกรวย
• ปิดก๊อกบิวเรต แล้วเติมสารละลายผา่ นกรวยลงในบิวเรต แล้วนำกรวยออก
• ปรับระดับของเหลวตามปริมาตรที่ต้องการ อย่าให้มีฟองอากาศติดค้างโดย
เฉพาะที่ส่วนปลายล่างสุด
• การใช้งานเพื่อการไทเทรต จะใช้ Erlenmeyer flask เป็นภาชนะรองรับ ควรใช้
กระดาษหรือแผ่นกระเบื้องสีขาวรองเพื่อช่วยในการมองจุดยุติ โดยใช้มือข้างที่
ถนดั จับ flask มอื ข้างไมถ่ นดั ไขบิวเรต
• เม่ือใกล้จุดยุติสามารถใช้น้ำกลั่นฉีดชะสารละลายส่วนที่ติดขอบข้าง flask ไปได้
การกระทำดังกล่าวจะเพิ่มปริมาตรสารละลาย แต่จำนวนโมเลกุลของสารยังคง
เดิม จงึ ไม่เป็นการรบกวน

รูป 1.10 เทคนิคการไทเทรต
การใชง้ านกระดาษทดสอบ pH
กระดาษลิตมัสและกระดาษพีเอช เป็นวัสดุใช้ในการวิเคราะห์สภาพกรด -ด่างของ
สารละลาย

• วางกระดาษทดสอบ pH ลงบนกระจกนาฬกิ าที่สะอาด

10

• หยดน้ำกลั่นให้พอกระดาษชืน้ แล้วจึงหยดสารละลายลงไปเพื่อทำการทดสอบ
• อย่าจมุ่ กระดาษลงในสารละลายทีจ่ ะทำการทดสอบโดยตรง

การทดลอง
1. แนะนำการใชง้ านอปุ กรณ์ ข้อควรปฏิบัติ ข้อกำหนด โดยคณาจารย์และเจา้ หนา้ ที่
2. นสิ ิตทดลองศึกษาการใชง้ านของอปุ กรณ์พืน้ ฐานตามทีค่ ณาจารยก์ ำหนด

เอกสารอ้างอิง
1. C.R.McLellan and W.C. Tucker, Jr. “A laboratory Manual for Experimental General

Chemistry”. F.A.Davis Company, Philadelphia, 1967.
2. Department of chemistry, Michigan technology university “First Year Chemistry

Laboratory Manual”, John Wiley & Sons, Inc., 2001.

11

การทดลองที่ 2
เร่อื ง ความถกู ตอ้ งและความแมน่ ยำ

Precision and Accuracy

คำถามกอ่ นการทดลอง
1. ถ้านิสิตมีกระบอกตวง 2 ใบ ใบแรกมีขนาด 5 ml (A) และอีกใบมีขนาด 50 (B)

(รูปจากหนงั สอื Chemistry by McMurrt and Fay)
(a) ใหว้ าดเสน้ บนกระบอกตวงแต่ละใบ แสดงการตวงน้ำปรมิ าตร 2.65 ml
(b) กระบอกตวงใบใดมีความถกู ตอ้ งในการวัดปรมิ าตรครั้งน้ีมากกวา่

AB

2. ถ้าความหนาแน่นของน้ำที่อุณหภูมิขณะทำการทดลองเท่ากับ 1.00 g/mL น้ำหนักท่ี
แท้จรงิ ของน้ำ 25.0 ml คอื 25.0 g

เมื่อมีนิสิต 4 คน ตวงน้ำมา 25 mL ใส่ในกระบอกตวงทีไ่ ด้ช่ังน้ำหนักมากอ่ นแลว้ แล้วจึงช่ัง
น้ำหนักของน้ำ + กระบอกตวง และนิสิตแต่ละคนทำการทดลองซ้ำ 4 ครั้ง และหักลบน้ำหนักของ
กระบอกตวงออก จะได้ผลการทดลองดังแสดงในกราฟข้างล่างนี้ (รูปจากหนังสือ Principles of
General Chemistry by Silberberg, 2007)

12

(a) การทดลองของนิสติ คนใดบ้าง ที่มี Precision สงู
(b) การทดลองของนิสิตคนใดบา้ ง ที่มี Accuracy สงู
(c) การทดลองของนิสติ คนใดบา้ ง ที่มที ้ัง Precision และ Accuracy สงู ทีส่ ดุ

วตั ถปุ ระสงค์
1. ศกึ ษาวธิ ีทถ่ี กู ต้องในการใช้ บวิ เรต ปิเปต ขวดวดั ปรมิ าตร บกี เกอร์ และกระบอกตวง
2. ศึกษาและเข้าใจความหมายเรื่องความถูกต้อง (accuracy) และความแม่นยำ (precision) ใน
การทดลอง
3. ศกึ ษาวิธีการเตรยี มสารละลายเบอ้ื งตน้

หลกั การ
เครื่องแก้ววิทยาศาสตร์ที่ใช้ในการตวงปริมาตรและถ่ายเทสารเคมีที่เป็นของเหลวมีอยู่

หลากหลายชนิดด้วยกัน เชน่ บิวเรต (Burette or Buret), ปิเปต (Pipette or Pipet), ขวดวดั ปรมิ าตร
(Volumetric flask), กระบอกตวง (Graduated cylinder), ขวดรูปชมพู่ หรือ ขวดปริมาตรทรงกรวย
(Erlenmeyer flask or Conical flask), บีกเกอร์ (Beaker) เปน็ ตน้

เครื่องแก้วแตล่ ะชนิดมีความถูกตอ้ งและแม่นยำในการวัด รวมถึงความยากง่ายในการใช้
งานทแ่ี ตกตา่ งกนั นสิ ิตจึงจำเป็นท่จี ะต้องเรยี นร้วู ิธีการใช้งานท่ีถูกต้องสำหรับเครื่องแก้วแต่ละชนิด

13

และเรียนรู้ถึงความเหมาะสมในการเลือกใช้งานเครื่องแก้วชนิดต่างๆ เพื่อประสิทธิภาพในการ
ทดลอง

Beaker Erlenmeyer flask Volumetric flask Syringe Burette

Graduated pipette

Graduated Cylinder Volumetric pipette

รูป 2.1 เครื่องแกว้ วทิ ยาศาสตร์ทีใ่ ชใ้ นการตวงปริมาตรและถ่ายเทสารเคมที ี่เป็นของเหลว

(รปู จาก http://www.veegee.com/glassware.html)

Precision และ Acccuracy :

รปู 2.2 Precision และ Acccuracy

(รูปจาก http://celebrating200years.noaa.gov/magazine/tct/accuracy_vs_precision.htm)l

1. Precision: reproducibility (ความเที่ยง หรือ ความแมน่ ยำ) ค่าทีว่ ดั ไดจ้ ากการวดั หลายๆครง้ั
แล้วไดค้ า่ ใกลเ้ คียงกนั

Precision นำเสนอโดย คา่ เบย่ี งเบนมาตรฐาน (Standard Deviation: S.D.)

S.D. = ()

ถา้ หาก คา่ S.D. ต่ำ แสดงวา่ มี Precision สูง

14

2. Accuracy: correctness (ความถูกต้อง) ค่าที่วัดได้จากการวัดนั้นใกล้เคียงกับค่าจริง
แต่เนื่องด้วยวา่ เราไม่สามารถรู้ค่าจริงของปริมาณใดๆ ได้อย่างแน่นอน เราจึงใช้ค่าทีเ่ ปน็ ที่ยอมรับ

(จากหนังสอื อา้ งอิง หรือเอกสารที่มีการรายงานมาก่อน) เพอ่ื ตรวจสอบความแม่นยำในการวัดของ
เรา

Accuracy นำเสนอโดย ค่าความผดิ พลาด (Error หรอื %Error)

Error = |ค่าท่วี ัดได้ – ค่าอ้างอิง|

%Error = |ค่าที่วดั ได้ – ค่าอา้ งอิง| x 100
คา่ อ้างองิ

ถา้ หาก Error หรือ %Error มีค่าน้อย แสดงว่า มี Accuracy สงู

รปู 2.3 การนำเสนอคา่ ตา่ งๆ ท่ไี ดจ้ ากการวัด

การทดลองที่ 1: ความถกู ต้อง และ ความแมน่ ยำ
1.1 ปิเปต นำ้ กล่นั ปริมาตร 10 mL (v) ลงในบีกเกอรข์ นาด 25 mL แลว้ นำไปชงั่ นำ้ หนัก (m)
1.2 ทำการทดลองซำ้ อกี 2 ครงั้ บันทึกผลการทดลอง และคำนวณหาความหนาแนน่ (D=m/v)
1.3 ทำการทดลองในขอ้ 1.1 ซ้ำ โดยใช้ บกี เกอร์ บวิ เรต และ กระบอกตวง แทน ปเิ ปต

15

การทดลองท่ี 2: เตรียมนำ้ เช่อื มดว้ ยอุปกรณใ์ ดดีทส่ี ดุ
2.1 เตรยี มน้ำเชอ่ื มโดย ชั่งนำ้ ตาล 5 g ละลายในนำ้ แล้วปรับปริมาตรใน ขวดวัดปริมาตร ขนาด
50 mL
2.2 ปเิ ปตน้ำเช่อื มทีเ่ ตรยี มได้ 10 mL (v) ลงในบีกเกอร์ขนาด 25 mL แล้วนำไปชง่ั น้ำหนัก (m)
2.3 ทำการทดลองในข้อ 2.2 อีก 2 ซ้ำ บนั ทกึ ผลการทดลอง และ คำนวณหาความหนาแน่น
2.4 เตรียมน้ำเชื่อมโดยชั่งน้ำตาล 5 g ลงในบีกเกอร์ขนาด 250 mL เตมิ น้ำกลั่นแล้วปรบั ปริมาตร
ให้ได้ 50 mL
2.5 ปเิ ปตน้ำเชือ่ มท่ีเตรียมได้ 10 mL ลงในบีกเกอร์ขนาด 25 mL แลว้ นำไปชั่งนำ้ หนัก (m)
2.6 ทำการทดลองในข้อ 2.5 อีก 2 ซำ้ บนั ทึกผลการทดลอง และ คำนวณหาความหนาแนน่

16

การทดลองท่ี 3

เรือ่ ง สารละลายบัฟเฟอร์

วัตถุประสงค์

1. เพื่อหาคา่ คงทกี่ ารแตกตัวของกรดออ่ น
2. เพื่อศึกษาสมบัตขิ องสารละลายบัฟเฟอร์
3. เพื่อศกึ ษาการวดั pH ของสารละลายด้วย pH meter

หลกั การ

สารละลายบัฟเฟอร์ (Buffer solution) หมายถึง สารละลายที่ได้จากการผสมของกรดอ่อนกับคู่
เบสของกรดน้นั หรอื เบสออ่ นกับคู่กรดของเบสนั้น จะได้สารละลายทม่ี ีไอออนรว่ ม

หน้าที่สำคัญของสารละลายบัฟเฟอร์ คอื เป็นสารละลายทใี่ ช้ควบคุมความเป็นกรดและเบสของ
สารละลายเพื่อไม่ให้เปลี่ยนแปลงมาก เมื่อเติมกรดหรือเบสลงไปเล็กน้อย นั่นคือสามารถรักษา
ระดบั pH ของสารละลายไวไ้ ดเ้ กือบคงทเี่ สมอ แมว้ า่ จะเตมิ น้ำหรือเติมกรดหรือเบสลงไปเลก็ น้อยก็
ไม่ทำให้ pH ของสารละลายเปลี่ยนแปลงไปมากนัก เราเรียกความสามารถในการต้านทานการ
เปล่ียนแปลง pH นว้ี ่า buffer capacity

สารละลายบัฟเฟอรม์ ี 2 ประเภท

1. สารละลายของกรดอ่อนกับเกลือของกรดอ่อน (Acid buffer solution) สารละลายบัฟเฟอร์
แบบนม้ี ี pH < 7 เป็นกรด เช่น

กรดอ่อน + เกลือของกรดอ่อนนนั้
CH3COOH + CH3COONa

HCN + KCN
H2S + Na2S
H2CO3 + NaHCO3

2. สารละลายของเบสอ่อนกับเกลือของเบสอ่อน (Basic buffer solution) สารละลายบัฟเฟอร์
แบบน้ี มี pH > 7 เป็นเบส เชน่

17

เบสออ่ น + เกลอื ของเบสออ่ นน้นั
NH3 + NH4Cl
NH3 + NH4NO3

Fe(OH)2 + FeCl2
Fe(OH)3 + FeCl3

วิธีเตรยี มสารละลายบฟั เฟอร์
1. เตรยี มโดยตรงโดยการผสมกรดออ่ นกับคู่เบสของกรดน้นั หรือผสมเบสออ่ นกับคกู่ รดของเบสน้ัน
กจ็ ะได้เกลอื ของกรดออ่ นและเกลอื ของเบสอ่อน
2. เตรยี มจากปฏกิ ริ ิยาระหวา่ งกรดกับเบส ดงั น้ี

2.1) บฟั เฟอร์กรด เตรยี มโดยใช้กรดอ่อน (แตกตัวบางสว่ น) ทำปฏกิ ิริยากบั เบส (แกห่ รอื
ออ่ น) เชน่

HF(aq) + NaOH(aq)  NaF(aq) + H2O(l)

ถ้าใช้ HF มากเกินพอ เมื่อเกิดปฏกิ ิริยาจนสมบูรณ์แล้ว NaOH จะหมดไปจากระบบ ดังนั้นในระบบ
จะเป็นสารละลายผสมระหวา่ ง HF กบั NaF ซงึ่ เปน็ บฟั เฟอร์กรด (กรดออ่ น+เกลือของมนั )

2.2) บัฟเฟอร์เบส เตรียมโดยใช้เบสอ่อน (แตกตัวบางส่วน) ทำปฎิกิริยากับกรด (แก่
หรอื อ่อน) เชน่

HCl(aq) + NH4OH(aq)  NH4Cl(aq) + H2O(l)

ถา้ ใช้ NH4OH มากเกินพอ เมือ่ เกิดปฏิกิรยิ าสมบูรณแ์ ล้ว HCl จะหมดไปจากระบบดังน้นั ในระบบจะ
เปน็ สารละลายผสมระหว่าง NH4OH กบั NH4Cl ซง่ึ เปน็ บัฟเฟอร์เบส (เบสออ่ น + เกลอื ของมัน)

การควบคมุ ค่า pH ของสารละลายบฟั เฟอร์
ถ้าบัฟเฟอร์มีสาร CH3COO- กับ CH3COOH อยู่ในระบบ ถ้าเติมกรด เช่น HCl ลง

ไป H+ ในกรดจะถูกสะเทนิ ด้วยคเู่ บสดังน้ี

CH3COO- + H+ CH3COOH

ถา้ เติมเบส เช่น KOH ลงไป OH- ในเบสจะถูกสะเทินดว้ ยคู่กรดดงั นี้

CH3COOH + OH- CH3COO- + H2O

18

สรปุ ได้วา่ - ถ้าเติมกรดลงไป H+ ในกรดจะถูกสะเทนิ ดว้ ยเบส

- ถา้ เติมเบสลงไป OH- ในเบสจะถกู สะเทนิ ด้วยกรด
- กรดแก่ เบสแก่ เป็นบัฟเฟอร์ไม่ได้เพราะสารพวกนี้แตกตัวได้ 100% ไม่มี

โอกาสเกิดคกู่ รดคู่เบส

สมบัติประการหนึ่งของสารละลายที่มีน้ำเป็นตัวทำละลาย คือ ความเข้มข้นของ H+ (หรือ
H3O+) ซึ่งนิยมเขยี นในรูปของ pH ดงั นี้

pH = - log [H+]

ตวั อย่างเช่น

ถ้า [H+] = 1 x 10-2 mol/dm3 จะได้ pH = 2 และถ้า [H+] = 5 x 10-2 จะได้ pH = 1.3
เปน็ ตน้ ความสัมพันธร์ ะหวา่ งความเข้มข้นของ H+ และ OH- ในสารละลาย คือ

[H+] x [OH-] = 1 x 10-14 ที่ 25 °C

สำหรบั นำ้ บรสิ ุทธิ์ [H+] = [OH-] = 1 x 10-7 และ pH = 7 ดงั น้ัน สารละลายกรดจะมี [H+]
> [OH-] และมี pH < 7 ส่วนสารละลายเบส [H+] < [OH-] และมี pH > 7

เราอาจวัด pH ของสารละลายได้ 2 วธิ ี คอื

1. ใช้อินดิเคเตอร์ ซึ่งมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลง pH โดยทั่วไป อินดิเคเตอร์ในสารละลาย
มักเปลี่ยนสีเมื่อ pH ของสารละลาย เปล่ียนแปลงไป 2 หนว่ ย เช่น กระดาษลิตมสั เปลี่ยน
จากสีแดงเป็นสีน้ำเงิน เมื่อ pH เปลี่ยนจาก 6 ไปเป็น 8 ฟีนอล์ฟทาลีนเปลี่ยนจากไม่มีสี
เป็น สีแดง เมื่อ pH เปลี่ยนจาก 8 ไปเป็น 10 เป็นต้น นอกจากนี้ยังมีอินดิเคเตอร์ชนิด
อื่นๆอีก ท่ีเปล่ียนสีได้ในช่วง pH ตา่ งๆกัน

2. ใช้ pH meter ซ่งึ ประกอบด้วย 2 อิเล็กโทรด เมอื่ จุ่มอเิ ลก็ โทรดท้งั สองลงในสารละลาย แล้ว
วัดค่าความต่างศกั ย์ระหวา่ งอิเลก็ โทรดทั้งสองจะทำให้ทราบค่า pH ของสารละลาย ซึ่ง pH
meter นี้ วัด pH ของสารละลายได้แมน่ ยำกว่าอนิ ดิเคเตอรม์ าก
กรดและเบสที่แตกตัวได้หมดหรือเกอื บหมดเมื่อละลายในนำ้ เรียกว่า กรดแก่ และเบสแก่

ตามลำดับ สว่ นกรดและเบสที่แตกตัวได้น้อยในนำ้ เรียกว่า กรดอ่อนและเบสออ่ น การแตกตัวของ
กรดออ่ น (HA) ในน้ำเกิดขน้ึ ไดด้ ังน้ี

19

HA (aq) H+ (aq) + A– (aq)

คา่ คงทก่ี ารแตกตัวของกรด (Ka) น้ี คือ

Ka = [H+][A–] / [HA]

ดังนั้นการหาค่าคงที่การแตกตัวของกรดอ่อนวิธีหนึ่ง คือ วัด pH ของสารละลายกรด ก็ทราบว่า
[H+] และ [A-] ท่นี ้ี [H+] = [A-] และในกรณที ีก่ รดแตกตัวนอ้ ยมาก (Ka มคี ่าตำ่ มาก)อาจสมมุตไิ ด้
วา่ [HA] คอื ความเขม้ ข้นเร่มิ ตน้ ของกรด และคำนวณหา Ka ได้

วิธีง่ายๆ อีกวิธีหนึ่งในการหาค่า Ka คือ นำสารละลายของกรดอ่อนมาแบ่งเป็นสองส่วน

เท่ากนั สว่ นหน่ึงนำไปไทเทรตกบั สารละลาย NaOH จนถงึ จุดยุติ (ใช้ฟนี อลฟ์ ทาลีนเป็นอินดิเคเตอร)์
HA จะถูกเปลีย่ นเปน็ A– หมด ดงั สมการ

HA (aq) + OH– (aq) A– (aq) + H2O (l)

จำนวนโมลของ A– ในสารละลายที่ไทเทรตแล้วนี้จะเท่ากับจำนวนโมลของ HA ในสารละลาย

สว่ นทส่ี อง ถา้ นำสารละลายทัง้ สองนมี้ าผสมกนั จะได้ [HA] = [A-] และจะได้ Ka

= [H+][A–] / [HA] = [H+] ดงั น้ันถ้าทราบคา่ pH ของสารละลายผสม ก็จะคำนวณ Ka ของกรดได้

อปุ กรณ์
1. Beaker ขนาด 250 cm3
2. Erlenmeyer flask ขนาด 100 หรอื 125 หรือ 250 cm3
3. Buret ขนาด 25 cm3
4. Cylinder ขนาด 25 หรือ 50 cm3
5. pH meter

สารเคมี
1. สารละลาย NaOH (0.1 M)
2. สารละลายกรดอ่อน
3. สารละลาย HCl (0.1 M)
4. Phenolphthalein

20

วิธีการทดลอง

ตอนท่ี 1 การหาค่าคงทกี่ ารแตกตัวของกรดอ่อน

1. นำบีกเกอรไ์ ปเบิกสารละลายกรดอ่อนมา 25 cm3 เตมิ น้ำกลนั่ จนปริมาตรรวมเป็น 100
cm3 คนสารใหเ้ ข้ากัน แล้วใชก้ ระบอกตวงแบง่ สารละลายลงในขวดรูปกรวย 2 ใบๆ ละ
50 cm3

2. บรรจุสารละลาย NaOH ลงในบวิ เรตตามวธิ ีการท่ไี ดศ้ ึกษามาแล้ว
3. นำสารละลายกรดในขวดรูปกรวยใบที่ 1 ไปหยดฟีนอล์ฟทาลีน 1 หยด แล้วนำไป

ไทเทรตกบั สารละลาย NaOH จนถึงจุดยุติ
4. นำสารละลายจากขอ้ 3 ไปผสมกับสารละลายในขวดรูปกรวยใบที่สอง

ตอนที่ 2 สมบัตขิ องสารละลายบัฟเฟอร์

1. ใช้กระบอกตวง ตวงสารละลายผสม (ในการทดลองตอนท่ี 1 ขอ้ 4) ลงในขวดรูปกรวย
2 ใบๆ ละ 25 cm3 (จะไดส้ ารทั้งหมด 3 ขวด ใบที่หนึ่ง 25 cm3 ใบที่สอง 50 cm3
ใบท่สี าม 25 cm3)

2. เตมิ สารละลาย HCl 5 หยด ลงในขวดใบท่ี 1
3. เติมสารละลาย NaOH 5 หยด ลงในขวดใบที่ 3
4. วัด pH ของสารละลายผสม โดยใช้ pH meter และวัด pH ตามลำดับเบอร์ขวด 1,

2, 3

ตอนท่ี 3 คา่ pH ของนำ้ กลั่น

1. ใช้กระบอกตวง ตวงนำ้ กล่ันลงในขวดรูปกรวย 3 ใบๆ ละ 25 cm3
2. เตมิ สารละลาย HCl 5 หยด ลงในขวดใบที่ 1
3. เติมสารละลาย NaOH 5 หยด ลงในขวดใบที่ 3
4. วัด pH ของน้ำกล่นั โดยใช้ pH meter และวดั pH ตามลำดบั เบอรข์ วด 1, 2, 3

*** ปรกึ ษาอาจารย์ผคู้ ุมปฏิบตั กิ ารก่อนใช้ pH meter****

21

การทดลองท่ี 4
เรื่อง เซลล์กลั วานกิ

วัตถปุ ระสงค์
1. เพื่อศึกษาปฏิกิริยาเคมีและวดั ความตา่ งศกั ย์ระหว่างขว้ั ของเซลลก์ ลั วานิก
2. เพื่อศึกษาปฏิกริ ิยาเคมีและวัดความต่างศักย์ระหว่างขัว้ ของเซลล์ความเข้มขน้
3. เพอื่ หาจำนวนโมลของอิเล็กตรอนท่ีเก่ยี วข้องในเซลล์ความเขม้ ข้นของทองแดง

หลกั การ
เซลล์ไฟฟ้าเคมี อาศัยปฏิกิริยารีดอกซ์ ในการขับเคล่ือนกระแสไฟฟ้า โดยจะต้อง

ประกอบด้วยสองครง่ึ เซลล์ ระหว่างคร่ึงเซลล์ออกซิเดชันกับครึง่ เซลล์รีดักชัน โดยมีขั้วไฟฟ้า 2 ข้ัว
จมุ่ อยู่ในสารละลายอเิ ล็กโตรไลต์ ซึง่ อาจเป็นชนิดเดยี วกัน หรอื ต่างชนิดกันก็ได้ ปฏิกิรยิ าในเซลล์
อาจเป็นปฏิกิริยาที่เกิดข้ึนได้เอง เช่น ในเซลล์กัลวานิก (ดังรูป 1 ก) หรือถูกควบคุมโดยแหล่ง
พลังงานไฟฟา้ ภายนอก เชน่ ในเซลล์อเิ ล็กโตรไลตกิ (ดังรปู 1 ข)

รปู 1 ก เซลลก์ ัลวานิก รปู 1 ข เซลล์อเิ ลก็ โตรไลติก

22

การที่คร่ึงเซลล์ใดๆจะเกิดปฏิกิริยาออกซเิ ดชันหรือรีดักชันน้ัน พิจารณาได้จากศักย์ไฟฟ้า
ของครึ่งเซลล์ แต่เนื่องจากเราไม่สามารถวัดศักย์ไฟฟ้าของคร่ึงเซลล์ใดๆได้โดยตรง จึงตอ้ งมีการ
กำหนดค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานข้นึ ศักยไ์ ฟฟ้ามาตรฐานของคร่งึ เซลล์หาได้จากการต่อครง่ึ เซลล์นนั้
เข้ากับคร่ึงเซลล์มาตรฐานไฮโดรเจน (Standard Hydrogen Electrode, SHE) ซ่ึงกำหนดให้มี
ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานเป็นศูนย์ ดังในรูป 2 แล้วอ่านค่าศักย์ไฟฟ้าจากโวลท์มิเตอร์ ซึ่งคือ ค่า
ศกั ยไ์ ฟฟา้ รดี ักชันมาตรฐาน (E°) ของครึ่งเซลล์นั่นเอง โดยทดลองที่ความดัน 1 atm อุณหภูมิ 25 ºC
และสารละลายเข้มข้น 1 M

รปู 2 การหาศกั ยไ์ ฟฟ้ามาตรฐานของคร่งึ เซลล์

สำหรับศักยไ์ ฟฟา้ รดี ักชนั มาตรฐาน (E°) ของครง่ึ เซลล์ที่ 25 °C แสดงดังตาราง 1

ตาราง 1 ตัวอยา่ งศกั ยไ์ ฟฟา้ มาตรฐาน (E°) ของครงึ่ เซลล์ที่ 25 °C

ครง่ึ เซลล์ คร่งึ ปฏกิ ริ ยิ า (รดี กั ชนั ) ศักยไ์ ฟฟา้ มาตรฐาน (V)

Li + / Li Li+ + e- → Li -3.05

K+/K K + + e- → K -2.93

2H2O + 2 e- → H2 + 2OH – -0.83

Zn 2+ / Zn Zn 2+ + 2 e- → Zn -0.76

Ni 2+/ Ni Ni 2+ + 2 e- → Ni -0.25

Pb 2+ / Pb Pb 2+ + 2 e- → Pb -0.13

23

H + / H2 (g) , Pt 2H + + 2 e- → H2 0.00
Cu 2+ / Cu +0.34
Cu 2+ + 2 e- → Cu +0.40
I - / I2 (g) , Pt
Ag + / Ag O2 + 2 H2O + 4 e- → +0.54
4OH – +0.80
+1.23
I2 + 2 e- → I -

Ag+ + e- → Ag

O2 + 4H + + 4 e- → 2 H2O

เมื่อนำ 2 คร่ึงเซลล์ใดๆมาต่อกัน ครึ่งเซลล์ที่มีค่า E° ต่ำกว่า จะเป็นฝ่ายให้อิเล็กตรอน
โดยเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน และทำหน้าท่ีเป็นขั้ว anode (ข้ัวลบ) และครง่ึ เซลล์ท่ีมี E° สูงกว่า จะ
เป็นฝา่ ยรบั อเิ ลก็ ตรอนโดยเกดิ ปฏกิ ิริยารีดักชนั และทำหน้าท่ีเป็นขั้ว cathode (ขั้วบวก)

ข้อตกลงของ IUPAC กำหนดให้เขียนครึ่งเซลล์ท่ีเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันไว้ทางซ้าย และ
เขยี นคร่งึ เซลลร์ ีดักชนั ไวท้ างขวา ดังนี้

ขว้ั ลบ (anode) / ครงึ่ เซลล์ออกซเิ ดชัน // ครึ่งเซลล์รดี กั ชนั / ขว้ั บวก (cathode)

ศกั ยไฟฟ้าของเซลล์หาได้จากความสัมพันธ์

E° cell = E° (cathode) - E° (anode) ……………. (1)
ตวั อย่างเชน่ Zn / Zn 2+ (1M) // Ni 2+ (1M) / Ni

ขว้ั anode (ขว้ั ลบ) เกดิ ปฏิกิรยิ าออกซเิ ดชนั : Zn → Zn 2+ + 2 e- E° = -0.76 V

ข้วั cathode (ขั้วบวก) เกดิ ปฏิกิริยารีดกั ชัน: Ni 2+ + 2e - → Ni E° = -0.25 V

ปฏิกริ ยิ ารวม : Zn + Ni 2+ → Zn 2+ + Ni

E° cell = E° (cathode) - E° (anode) = -0.25 – (-0.76) = 0.51 V

24

เนือ่ งจากคา่ E° ทกี่ ำหนดมานนั้ เปน็ คา่ ท่อี ุณหภูมิ 25 °C หรือ 298 K และความ
เข้มข้นของไอออนเท่ากับ 1.0 M ในกรณีที่เป็นสภาวะอน่ื ๆ ค่าศักย์ไฟฟ้าคร่ึงเซลล์ (E) จะมีค่าไม่

เทา่ กับ E° ซึ่งอาจเขยี นเป็นความสมั พันธ์ได้ตามสมการของเนนิ สท์ ดงั น้ี

E = E° - RT ln [Product] ……………...(2)
nF [Reactant]

เมอื่ E = ศักยไ์ ฟฟา้ ของครง่ึ เซลลท์ ส่ี ภาวะนั้นๆ

E° = ศักยไ์ ฟฟา้ รดี กั ชนั มาตรฐานของครึง่ เซลล์

R = คา่ คงท่ขี องก๊าซ (เท่ากับ 8.314 โวลท์ คลู อมบ์ต่อเคลวิน)

T = อุณหภมู ิ (K)

n = จำนวนโมลของอเิ ลก็ ตรอนทีถ่ ูกถา่ ยเทในปฏกิ ิรยิ า

F = ประจทุ ี่มีอย่บู นอิเล็กตรอน 1 โมล = 96500 คลู อมบต์ ่อโมล

[ Product ] = ความเขม้ ขน้ ของผลิตภณั ฑ์

[ Reactant ] = ความเขม้ ขน้ ของสารตั้งตน้

จากสมการ (2) ถ้าทำการทดลองที่ 298 K และแทนค่า R , T และ F พรอ้ มท้ังเปลี่ยน ln
เปน็ log จะไดส้ มการ (3)

E = E° - 0.0592 log [Product] ………………...(3)
n [Reactant]

เชน่ Cu2+ + 2e- → Cu

E cu = + 0.34 – 0.0592 log [Cu(s)]
2 [Cu2+]

E cu = + 0.34 – 0.0592 log 1
2 [Cu2+]

25

เซลลค์ วามเข้มขน้ (Concentration cell)

เซลล์ความเข้มข้นเป็นเซลล์กัลวานิก ซึ่งพลังงานไฟฟ้าเกิดข้ึนเนื่องจาก เกิดการถ่ายเทสาร
จากด้านที่มีความเข้มข้นสูงไปยังด้านท่ีมีความเข้มข้นต่ำ ฉะน้ันศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ประเภทนี้จะมี
คา่ สูงในตอนต้น และคอ่ ยลดต่ำลงตามลำดบั จนเท่ากบั ศูนย์

ตัวอย่าง เชน่ Zn / ZnSO4 (C1) // ZnSO4 (C2) / Zn

C1 และ C2 คือ ความเข้มข้นของสารละลาย ZnSO4 ซงึ่ ในทนี่ ี้ C2 > C1

ปฏกิ ริ ยิ าท่ีเกดิ ขึ้นในเซลล์ เม่อื เขียนตามระบบท่ีใช้กันท่วั ไป จะเป็นดังนี้

ข้ัวลบ (ข้วั anode) : Zn (s) → Zn 2+ (C1) + 2e-

ข้วั บวก (ขั้ว cathode) : Zn 2+ (C2) + 2e- → Zn (s)

Zn 2+ (C2) → Zn 2+ (C1)

จะเห็นว่าเกิดการถ่ายเทของไอออน จากความเข้มข้นสูงไปยังความเข้มข้นต่ำ และเมื่อ
อาศัยความสัมพันธข์ องสมการเนินรท์ ์ (Nernst’s equation) จะสามารถคำนวณหาค่าศกั ย์ไฟฟ้าของ
เซลล์ความเข้มข้นได้เป็น

Ecell = E°cell - 0.0592 log C1 ………………...(4)
n C2

เม่ือ Ecell = คา่ ศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ความเขม้ ข้น

E°cell = ค่าศกั ยไ์ ฟฟา้ ของเซลลท์ ี่สภาวะมาตรฐาน

C 1 = ความเข้มข้นของสารละลายดา้ นที่มีความเข้มขน้ ต่ำกว่า

C 2 = ความเขม้ ขน้ ของสารละลายด้านทม่ี คี วามเข้มข้นสูงกว่า

แต่ E°cell = 0 เพราะเป็นผลตา่ ง E° จากคร่ึงเซลลช์ นิดเดียวกัน

Ecell = - 0.0592 log C1 ………………...(5)
n C2

26

หรอื Ecell = 0.0592 log C2 ………………...(6)
n C1

ถ้ากำหนดให้ครึ่งเซลล์ที่มีความเข้มข้นของสารละลายสูงกว่ามีความเข้มข้นเท่ากับ 1.0 M
ดังนั้นสมการ (6) เขียนใหม่ไดเ้ ป็น

Ecell = 0.0592 log 1 ……………...(7)
n C1

ถ้าเขียนกราฟระหว่างค่า Ecell กับ log (1/C1) จะได้กราฟเส้นตรงท่ีผ่านจุดกำเนิด โดยมีค่า
ความชันเท่ากับ 0.0592 / n ดังรูป 3 ซ่ึงสามารถหาค่าจำนวนโมลของอิเล็กตรอนท่ีเก่ียวข้อง

ในปฏกิ ิรยิ าได้

log (1/C1)

รูป 3 ความสมั พนั ธร์ ะหว่างคา่ ศกั ยไ์ ฟฟา้ ของเซลล์ Ecell กบั log (1/C1)

อปุ กรณ์

1. โวลทม์ เิ ตอร์พรอ้ มสายไฟดำ-แดง 2. หลอดหยดสาร 3. กระดาษทราย
6. บกี เกอร์
4. Capillary tip tube 5. แผน่ โลหะ Cu , Zn , Pb

27

สารเคมี
1. Agar ( 2 % Agar + 5 % KNO3 )
2. สารละลาย Cu(NO3)2 เขม้ ข้น 0.5 M
3. สารละลาย Zn(NO3)2 เขม้ ขน้ 0.5 M
4. สารละลาย Pb(NO3)2 เข้มข้น 0.5 M
5. สารละลาย KNO3 5 % โดยน้ำหนัก
6. สารละลาย CuSO4 เขม้ ขน้ 1.0 , 0.1 , 0.01 , 0.001 , 0.0001 M

วธิ กี ารทดลอง

ตอนที่ 1 การวัดความต่างศกั ยร์ ะหวา่ งขัว้ ของเซลลก์ ัลวานกิ

1. เติมสารละลาย KNO3 เขม้ ข้น 5 % ลงในบีกเกอร์ ประมาณ 20.0 cm3
2. ใช้หลอดหยดดูดสารละลาย 0.5 M Cu(NO3)2 เติมลงใน Capillary tip tube หลอดที่ 1

จนได้ปริมาตรประมาณ 3/4 ของหลอด จากน้ันดูดสารละลาย 0.5 M Pb(NO3)2 และ
0.5 M Zn(NO3)2 เตมิ ลงใน Capillary tip tube หลอดที่ 2 และ 3 ตามลำดบั
(หมายเหตุ Capillary tip tube เบิกที่เจ้าหน้าที่ และห้ามล้างโดยเด็ดขาด เพราะ
อาจทำให้ agar ทีต่ ิดปลายหลอดหลดุ ไปได้ )

3. นำ Capillary tip tube ท้งั 3 จุม่ ลงไปในบีกเกอรท์ ่เี ตรยี มไว้
4. นำแผ่นโลหะ Cu จุ่มลงในสารละลาย Cu(NO3)2 , แผ่นโลหะ Pb จุ่มลงในสารละลาย

Pb(NO3)2 ส่วนแผ่นโลหะ Zn จุ่มลงในสารละลาย Zn(NO3)2 ท่ีบรรจุอยู่ใน Capillary
tip tube ตามลำดับ และระวังอย่าให้โลหะไปกระแทก agar เพราะจะทำให้ agar ทะลุได้
(ดรู ูปท่ี 4 ประกอบ)
(หมายเหตุ ถ้าแผน่ โลหะสกปรกให้ขดั ด้วยกระดาษทรายก่อนนำมาใช้งาน)

5. ทำการวัดความต่างศักย์ระหว่างครงึ่ เซลล์แต่ละคู่ด้วยโวลท์มิเตอร์ ซ่ึงในการวัด ถ้าค่าท่ี
อ่านได้ ติดลบ ให้สลบั ข้ัวที่ต่อกับครึ่งเซลล์ทั้ง 2 นั้น แล้วจึงอา่ นค่า และครึ่งเซลล์ท่ีต่อกับ
ข้ัวแดง จะทำหนา้ ท่ีเป็นขั้วบวก (cathode) ครึ่งเซลล์ท่ีต่อกับขั้วดำ จะทำหน้าท่ีเป็นข้ัวลบ
(anode) ทำการวัดจนครบทุกคู่ของครึ่งเซลล์ บันทึกค่าความต่างศักย์ระหว่างข้ัวของ
เซลล์กัลวานิกแต่ละชนิด แล้วเปรยี บเทียบดูว่าใกล้เคียงกับค่าท่ีได้จากการคำนวณหรอื ไม่
ถ้าต่างจากทีค่ ำนวณ คดิ วา่ ผลเนือ่ งมาจากอะไร

28

รูปท่ี 4 การทดลองของเซลลก์ ัลวานิก

ตอนท่ี 2 การวดั ความตา่ งศกั ยร์ ะหวา่ งขว้ั ของเซลล์ความเข้มข้น
1. เติมสารละลาย 1 M CuSO4 ลงใน Capillary tip tube ประมาณ 3/4 ของหลอด และจุ่ม

แผ่น โลหะทองแดงลงไป และเติมสารละลาย 0.0001 M CuSO4 ประมาณ 5.0 cm3 ลงในบีก
เกอร์ และจุ่มแผ่นโลหะทองแดงลงไป

2. นำ Capillary tip tube จ่มุ ลงในบีกเกอร์ (ดรู ปู ท่ี 5 ประกอบ)
3. ทำการวัดความต่างศักย์ระหวา่ งครง่ึ เซลลด์ ้วยโวลทม์ ิเตอร์
4. ทำการทดลองแบบเดิม แต่เปลีย่ นสารละลายเฉพาะในบีกเกอร์ ให้มคี วามเข้มข้นเท่ากับ

0.001 , 0.01, 0.1 และ 1.0 M ตามลำดับ
5. คำนวณหาจำนวนโมล (n) ของอิเลก็ ตรอนที่เก่ียวข้องในเซลล์ความเขม้ ข้นของทองแดง

โดยอาศยั ผลการทดลองข้างต้น

29

รูป 5 เซลล์ความเข้มขน้

30

การทดลองท่ี 5

เรื่อง อตั ราการเกิดปฏิกริ ยิ า

วัตถุประสงค์

1. เพ่ือศึกษาผลของความเข้มข้นของสารต้งั ต้นตอ่ อตั ราการเกิดปฏกิ ิรยิ า
2. เพ่อื หากฎอัตราและอันดบั ของปฏิกริ ยิ า
3. เพอื่ ศกึ ษาผลของตัวเร่งต่ออัตราการเกดิ ปฏิกิรยิ า

หลกั การ

ปฏกิ ิรยิ าระหวา่ งอะซีโตนกบั ไอโอดีน เม่อื มีกรดเปน็ ตวั เร่ง เกิดดังสมการ

CH3COCH3 (aq) + I2 (aq) → CH3COCH2I (aq) + H+ (aq) + I- (aq) ……... (1)

ปฏิกริ ิยานี้เกิดขึน้ ได้ไม่เร็วนักที่อณุ หภูมิห้อง อัตราการเกิดปฏิกิริยา (r) ขึ้นอยู่กบั ความเข้มข้นของ
สารตง้ั ตน้ ทัง้ สองชนิด และความเขม้ ข้นของกรด ดังกฎอตั รา

r = k [ acetone ] m [I2 ] n [ H+ ] p …..….(2)

เม่ือ m , n และ p เป็นอันดับของปฏิกิริยาเมื่อคิดอะซีโตน ไอโอดีน และกรดเป็นหลัก ตามลำดับ
และ k เป็นค่าคงทอี่ ตั รา

ถ้าเขียนอัตราการเกิดปฏิกิริยานี้ในรูปของการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของไอโอดีน
หารด้วยเวลาที่ความเขม้ ข้นเปลี่ยนแปลง จะได้

r = ∆ [I 2 ] / ∆ t …….…(3)

เนื่องจากในปฏิกิริยานี้ ไอโอดีนเป็นสารชนิดเดียวที่มีสี เราจะสามารถติดตามการเปลี่ยนแปลง
ความเขม้ ข้นของไอโอดีนไดด้ ้วยตาเปล่า และจับเวลาที่ต้องใช้ในการทำให้ไอโอดีนที่ความเข้มข้น
เริ่มต้นค่าหนึ่งหมดไปพอดีได้ ถ้าความเข้มข้นเร่ิมต้นของอะซีโตนและของกรดมีค่าสูงกว่าของ
ไอโอดนี มากๆ จนถือได้ว่าไม่เปลี่ยนแปลงในขณะที่ปฏิกิริยาดำเนินไป และอัตราการเกิดปฏิกิริยา

31

จะมคี ่าคงทไ่ี ปตลอด จนไอโอดนี ถูกใชห้ มดไป แลว้ ปฏิกิรยิ าจะส้ินสดุ ลง ภายใตส้ ภาวะน้ี จะเขียน
สมการ (3) ไดใ้ หม่เปน็

r = - ∆ [I2 ] / ∆ t = [I2 ] 0 / t ……….(4)

เมื่อ [I2 ] 0 = ความเขม้ ขน้ เริ่มต้นของไอโอดีน

t = เวลาสัน้ ท่ีสุดท่ีทำให้ไอโอดีนหมดไป

ถึงแม้ว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะมีค่าคงที่ภายใต้สภาวะการทดลองข้างต้นก็ตาม เมื่อ
เปลี่ยนความเข้มข้นเริ่มต้นของอะซีโตนและกรด อัตราการเกิดปฏิกิรยิ าก็เปลี่ยนไปด้วย ตวั อย่าง
เช่น ถ้าทำการทดลองซ้ำโดยเพิ่มความเข้มข้นเรม่ิ ตน้ ของอะซโี ตนเป็น 2 เท่า อัตราการเกิดปฏิกิริยา
ก็จะตา่ ง จากเดิม จากสมการ (2) จะได้

r 1 = k [ A ] m [I2 ] n [ H+ ] p

และ r 2 = k [2A ] m [I2 ] n [ H+ ] p

เมื่อ A เป็นความเข้มข้นเริ่มต้นของอะซีโตนในการทดลองครั้งแรก นำสมการทั้งสองมาหารกัน
จะได้

r 2 / r 1 = [2A ] m / [ A ] m = 2 m …..…….(5)

ถ้าหาค่าของ r1 และ r2 ได้จากสมการ (4) ก็จะหาอตั ราส่วน r2 / r1ได้ และหาค่า m ได้ ค่าของ n
และ p ก็หาได้ในลกั ษณะเดยี วกนั

เมอื่ r 3 = k [ A ] m [I2 ] n [ 2H+ ] p

r 4 = k [ A ] m [2I2 ] n [ 2H+ ] p

32

อปุ กรณ์
1. Erlenmeyer flask 9 ใบ
2. Stopwatch (นาฬกิ าจับเวลา) 1 เรือน

สารเคมี เขม้ ขน้ 4 M ( 4 M CH3COCH3 )
1. สารละลายอะซโี ตน เข้มขน้ 1 M ( 1 M HCl )
2. สารละลายกรดไฮโดรคลอรกิ เข้มข้น 0.00125 M ( 0.00125 M I2 )
3. สารละลายไอโอดีน

วธิ กี ารทดลอง

1. รนิ นำ้ กลนั่ ลงในขวดรูปกรวย 25 cm3 (เป็นขวดท่ใี ช้สำหรบั การเปรียบเทยี บส)ี
2. เตรียมสารละลายชุดที่ 1 ในตารางที่ 1 โดยใช้กระบอกตวงรินสารละลายอะซีโตน

5 cm3 สารละลาย HCl 5 cm3 และนำ้ กลั่น 10 cm3 ลงในขวดรปู กรวยใบทส่ี อง
3. ใช้กระบอกตวงที่สะอาดและแหง้ รินสารละลาย I2 5 cm3 ลงในขวดใบท่ีสองพร้อมกับ

เริ่มจับเวลา แกวง่ ขวดเบาๆให้สารผสมกนั
4. สังเกตสีของสารละลายผสมโดยวางขวดบนกระดาษขาว เทียบกับน้ำในขวดใบแรก

บันทกึ เวลาเมือ่ สขี องสารละลายจางหมดไปพอดี
5. ทำข้อ 2- 4 ซ้ำอีกครั้งหนึง่ (ใช้สารใหม่ทั้งหมด) บนั ทึกผลหาค่าเฉลีย่ (เวลาท่ีวัดได้

ทง้ั สองคร้ังควรต่างกัน ไมเ่ กิน 5-10 วนิ าที)
6. ทำการทดลองข้อ 2-5 ซ้ำ สำหรับสารละลายชดุ ที่ 2 , 3 และ 4 (สังเกตว่าปริมาตร

รวมของสารละลายผสมมีค่าเทา่ เดิม)
7. คำนวณหาอันดับของปฏกิ ริ ยิ าและค่าคงท่ีอตั รา

33

ตาราง 1 สว่ นผสมของสารละลายผสม

สารละลายชุด Acetone HCl ปรมิ าตร (cm3) I2 รวม
ท่ี H2O 5 25
10 5 25
1 55 5 5 25
5 10 25
2 10 5 0

3 5 10

4 5 10

หมายเหตุ การหาความเข้มข้นของสารละลายแต่ละชนดิ ในสารละลายผสม ใช้สูตร C1V1 = C2V2
เม่อื C1 และ C2 คือความเขม้ ข้นเริ่มตน้ และในสารละลายผสมตามลำดับ (หน่วย mol/l)

V1 และ V2 คือปรมิ าตรเร่ิมตน้ และปริมาตรรวมของสารละลายตามลำดับ (หนว่ ย cm3)

34

การทดลองท่ี 6
เรอ่ื ง คุณภาพวิเคราะห์ไอออนบวก หมู่ 1 และ 2
วัตถุประสงค์
เพื่อวิเคราะห์ไอออนบวก หมู่ 1 และ 2 ที่มีอยู่ในสารละลายตัวอย่างจากคุณสมบัติ
ที่เปลีย่ นแปลงไป เมอ่ื เติมสารเคมีบางชนิด

หลักการ

คุณภาพวิเคราะห์ของไอออนบวก (Qualitative analysis) เป็นการจำแนกชนิดของไอออน
บวก โดยมีกลไกทีเ่ กี่ยวข้อง คอื ความสามารถในการตกตะกอนและการละลาย เชน่ ความสามารถ
ในการตกตะกอนของธาตุต่างๆที่แตกต่างกัน สามารถจำแนกประเภทของไอออนบวกได้ 5 หมู่
หลกั ๆ ดงั นี้

หมู่ คุณสมบัติของไอออน ชนิดของไอออนบวก

1 ไอออนบวกที่ตกตะกอนในรูปของคลอไรด์ Ag+ , Hg2+ , Pb2+

2 ไอออนที่ตกตะกอนในรปู ของสารซัลไฟดใ์ นสารละลายที่เป็นกรดเจือจาง

2A ตะกอนซลั ไฟดท์ ีไ่ ม่ละลายในสารละลายเบส Pb2+ , Bi3+ , Cd2+ , Cu2+

2B ตะกอนซลั ไฟด์ที่ละลายในสารละลายเบส As3+ , Sb3+ , Hg2+ , Sn4+

3 ไอออนบวกทีต่ กตะกอนในรูปไฮดรอกไซด์หรอื ซลั ไฟดใ์ นสารละลายเบส

3A ตะกอนซัลไฟดท์ ีไ่ มล่ ะลายในสารละลาย 6 M NaOH Mn2+ , Fe3+ , Co2+ , Ni2+

3B ตะกอนซัลไฟดท์ ีล่ ะลายในสารละลาย 6 M NaOH Al3+ , Cr3+ , Zn2+

4 ไอออนบวกที่ตกตะกอนในรปู ของคารบ์ อเนต Ba2 + , Sr2+ , Ca2+

5 ไอออนบวกที่ไม่ตกตะกอนกับสารเคมีใดๆ Na+ , K+ , NH4+

35

การวเิ คราะห์ไอออนบวก หมู่ 1 : Ag+ , Hg2+ , Pb2+

ไอออนบวก หมู่ 1 จะทำปฏิกิรยิ ากับกรดไฮโดรคลอริกเจือจางได้ตะกอนสีขาวของ PbCl2 ,
AgCl และ Hg2Cl2 ซึ่งสามารถจำแนกชนดิ ของไอออนบวกแตล่ ะชนิดได้ ดงั น้ี

Pb2+ : ตะกอนของ PbCl2 สามารถละลายได้ในน้ำร้อน เมื่อนำสารละลายมาทำปฏิกิริยากับ
K2Cr2O7 ได้ตะกอนสีเหลืองของ PbCrO4 ดงั สมการ

Pb2+ (aq) + CrO42- (aq) ⎯→ PbCrO4 (s)

สารละลาย ตะกอนสีเหลือง

ในการตกตะกอนของ Pb2+ เป็น PbCl2 ถ้าใส่กรด HCl มากเกินพอ ตะกอนขาวของ PbCl2
จะละลายกลับไปในสารละลายใหม่ ทำให้ไม่สามารถวิเคราะห์หา Pb2+ ได้ในหมู่ 1 แต่สามารถ
วิเคราะห์หา Pb2+ ได้ในหมู่ 2A

Ag+ : ตะกอนสีขาวของ AgCl ละลายได้ในสารละลาย NH3 เกิดเป็นสารประกอบเชิงซ้อน ซึ่ง
สามารถทำให้ตกตะกอน AgCl ใหม่ โดยทำปฏิกิรยิ ากบั กรด HNO3

AgCl (s) + 2NH3 (aq) ⎯→ [Ag(NH3)2]2+ (aq) + 2Cl- (aq)

[Ag(NH3)2]2+ (aq) + 2Cl- (aq) + H+ (aq) ⎯→ AgCl (s) + 2NH4 + (aq)

ตะกอนสีขาว

Hg2+ : ตะกอนของ Hg2Cl2 ทำปฏิกิริยากับสารละลาย NH3 ได้ตะกอนขาวของ Hg(NH2)Cl2 และ
ตะกอนดำของ Hg ผสมกนั

Hg2Cl2 (s) + 2NH3 (aq) ⎯→ Hg(NH2)Cl2 (s) + Hg (s) + NH4 + (aq)
ตะกอนขาว ตะกอนดำ

36

การวเิ คราะหไ์ อออนบวก หมู่ 2 : Hg2+, Pb2+, Bi3+, Cd2+, Cu2+, As3+, Sn4+, Sb3+

ไอออนบวก หมู่ 2 นี้ จะทำปฏิกิริยากับ H2S ในสารละลายที่เปน็ กรดที่มี pH ประมาณ 0.5
ซึ่งตะกอนซัลไฟด์ที่ไม่ละลายในสารละลายกรด ได้แก่ HgS, PbS, Bi2S3, CuS, CdS, As2S3, SnS2
และ Sb2S3

สำหรับ H2S ที่ใช้ในการทดลอง เตรียมได้จากปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสของ thioacetamide
(CH3CSNH2) ในสารละลายกรด หรอื เบสที่รอ้ น เกิดเป็นกา๊ ซ H2S

CH3C(S)NH2 + 2H2O ⎯→ CH3C(O)OH + H2S(g) + NH4+(aq)

H2S ⎯→ 2H+ + S2-

ในการวิเคราะห์ไอออนบวก หมู่ 2 สามารถแบง่ ออกเป็นกลุ่มย่อย 2 หมู่ คือ

หมู่ 2A ได้แก่ Hg2+ , Pb2+ , Bi3+ , Cu2+ และ Cd2+

หมู่ 2B ได้แก่ As3+ , Sn4+ และ Sb3+

โดยซัลไฟดข์ องหมู่ 2A จะไมล่ ะลายในสารละลายที่เป็นเบส ส่วนซัลไฟดข์ องหมู่ 2B ละลาย
ได้ในสารละลายที่เปน็ เบส เพราะเกิดสารประกอบเชงิ ซ้อน

Pb2+ : สามารถแยกออกจากไอออนอื่นๆของหมู่ 2A โดยการเติม 3 M H2SO4 จะได้ตะกอนขาว
ของ PbSO4 เมื่อนำตะกอนขาวนี้มาละลายด้วย ammonium acetate แล้วนำสารละลายมาทำ
ปฏิกิรยิ ากบั K2CrO4 ได้ตะกอนสีเหลืองของ PbCrO4

Pb2+ (aq) + SO4 2- (aq) ⎯→ PbSO4 (s)

PbSO4 (s) + CH3COO – (aq) ⎯→ Pb(CH3COO)2 (aq) + SO4 2- (aq)
Pb(CH3COO)2 (aq) + CrO4 2- (aq) ⎯→ PbCrO4 (s) + 2CH3COO – (aq)

37

Bi3+ : เมื่อเติม conc. NH4OH ลงในสารละลายที่แยก Pb2+ ออกแล้ว จนกระทั่งสารละลายเป็นเบส
จะเกิดตะกอน Bi(OH)3 ลักษณะตะกอนเป็นวุ้นสีขาว นำแต่ตะกอนนี้มาทำปฏิกิริยากับ Na2SnO2
จะได้ตะกอนสีดำของ Bi แตเ่ นอ่ื งจาก Na2SnO2 ไมเ่ สถียร จะต้องเตรียมแล้วใช้ทันที ซึ่งเตรียมโดย
ใช้ 6 M NaOH 15 หยด ผสมกับ 0.1 M SnCl2 5 หยด แล้วเทราดบนตะกอนวุ้นของ Bi(OH)3

Bi3+ (aq) + 3NH3 (aq) + 3H2O (aq) ⎯→ Bi(OH)3 (s) + 3NH4 + (aq)

2NaOH (aq) + SnCl2 (aq) ⎯→ Sn(OH)2 (aq)+ 2NaCl (l)

2NaOH (aq) + Sn(OH)2 (aq) ⎯→ Na2SnO2 (aq) + 2H2O (l)

2Bi(OH)3 (s) + 2Na2SnO2 (aq) ⎯→ 2Bi (s) + 2Na2SnO3(aq) + 3H2O (l)

ตะกอนวุ้นขาว

Cu2+ : นำสารละลายมาเติม conc. NH4OH จนสารละลายมีสภาพเป็นเบส จะได้สารประกอบ
เชิงซ้อน ซึ่งเป็นสารละลายที่มีน้ำเงินของ [Cu(NH3)4]2+ แล้วนำไปทำให้เป็นกรดด้วย CH3COOH
แล้วเติม K4[Fe(CH)6] จะเกิดตะกอนสีน้ำตาลแดง ซึ่งไม่ละลายในกรดอ่อน แต่สามารถละลายใน
สารละลายกรดแก่

Cu2+ (aq) + 4NH3 (aq) ⎯→ [Cu(NH3)4]2+ (aq)

[Cu(NH3)4]2+ + 4CH3COOH (aq) ⎯→ Cu2+(aq) + 4NH4(CH3COOH) (aq)
Cu2+ (aq) + K 4 [Fe(CN)6] 4+ (aq) ⎯→ Cu2[Fe(CN)6] (s)

Copper (II) hexacyanoferrate

Cd 2+ : นำสารละลายมาเติม conc. NH4OH จนมีสภาพเป็นเบส จะได้สารประกอบเชิงซ้อนของ
[Cd(NH3)4] 2+ ซึง่ สารละลายใสไมม่ สี ี เมือ่ ทำปฏิกิรยิ ากับ H2S จะเกิดตะกอนสีเหลืองของ CdS

Cd 2+ (aq) + 4NH3 (aq) ⎯→ Cd(NH3)4 2+ (aq)

[Cd(NH3)4] 2+ (aq) + 4CH3COOH (aq) ⎯→ Cd2+ (aq) + 4NH4 + (aq)

Cd 2+ (aq) + S2 – (aq) ⎯→ CdS (s)

ตะกอนสีเหลือง

38

ถ้าสารละลายตัวอย่างมี Cd2+ และ Cu2+ ปนกัน เวลาหา Cd2+ จะต้องสกัด Cu2+ ออก โดย
การเติม KCN ก่อนเติมด้วย thioacetamide

[Cu(NH3)4] 2+ (aq) + 4CN – (aq) ⎯→ 2[Cu(CN)2]– (aq) + C2N2 (aq) + 8NH3 (aq)
2[Cu(CN)2]– (aq) + S 2- (aq) ⎯→ no reaction

Dicyanocopper (I) complex จะเสถียรมาก ไม่ทำปฏิกิริยากับซัลไฟด์ แต่ tetracyanocadmium
complex จะเสถียรนอ้ ยกวา่ จงึ ทำปฏิกิรยิ าเกิดตะกอนสีเหลืองของ CdS ขึน้

[Cd(NH3)4] 2+ (aq) + 4CN – (aq) ⎯→ 2[Cd(CN)4] 2– (aq) + 4NH3 (aq)
2[Cd(CN)4] 2– (aq) + S 2- (aq) ⎯→ CdS (s) + 4CN – (aq)
อปุ กรณ์

1.Test tube 2.Beaker 3.Water bottle

สารเคมี

1. 0.5 M AgNO3 2. 0.5 M Cu(NO3)2 3. 0.5 M Pb(NO3)2
4. 0.5 M Bi(NO3)3 5. 6 M NH4OH 6. 6 M HNO3
7. 1 M K2CrO4 8. 1 M Thioacetamide 9. 3 M H2SO4
10. 1 M CH3COONH4 11. Conc. NH4OH 12. 1 M , 6 M NaOH
13. 6 M CH3COOH 14. 0.5 M K4[Fe(CN)6] 15. 0.2 M KCN
16. 1 M HCl 17. 0.1 M SnCl2

วิธีการทดลอง

1. การศกึ ษาปฏิกิรยิ าของสารละลายมาตรฐานไอออนบวกหมู่ 1 และ 2
นำสารละลายมาตรฐานหมู่ 1 และ 2 มาทำการทดสอบตามแผนผังที่ 1 – 2 โดยก่อนการ
ทดลอง ใหบ้ นั ทึกผลการทดลองเกีย่ วกับสี ลักษณะของสารตัวอยา่ ง และสีของสารตัวอย่าง
และระหว่างการทดลองในแตล่ ะขนั้

2. การศกึ ษาและวิเคราะหส์ ารตัวอยา่ ง (unknown sample)
นำสารตัวอยา่ งที่ได้ไปวิเคราะหว์ ่าสารตวั อย่างประกอบด้วยไอออนบวกใดบ้าง โดยทดสอบ
ตามแผนผงั ที่ 1 – 2

39

หมายเหตุ การทดลองนี้จะต้องทำการทดสอบต่อเนื่อง คือ ในการทดลองจะต้องทำการ
ตกตะกอนไอออนทลี ะหมู่ ตามแผนผัง 1 และ 2

สารตวั อย่าง 5 หยด
หรอื สารมาตรฐาน 5 หยด

3 M HCl 5 หยด

ส่วนตะกอน สว่ นสารละลาย

ตะกอนหมู่ 1 ทดสอบสารละลาย
PbCl2 , AgCl หมู่ 2 - 5

เติมนำ้ กล่นั 20 หยด ต้มใน water bath 2 นาที

ตั้งทิง้ ไว้ให้ตกตะกอน

ตะกอน สารละลาย
AgCl Pb2+

6 M NH4OH 8 หยด 1 M K2CrO4 2 หยด

ตะกอนเหลอื ง สรปุ ผลว่าเปน็ Pb
PbCrO4
สารละลาย
[Ag(NH3)]2+

6 M HNO3 15 หยด

ตะกอนขาว สรปุ ผลวา่ เป็น Ag
AgCl

รูป 1 แผนผังการวิเคราะห์ไอออนบวก หมู่ 1

40

สารละลายหมู่ 2 – 5

(ตอ่ จากแผนผัง 1)
หยด 6 M NH4OH จนสารละลายเปน็ เบส
1 M HCl จนสารละลายเปน็ กรด (pH 0.5)

1 M Thioacetamide (C2H5NS) 15 หยด
ต้มใน Water bath 3 นาที

ตะกอนหมู่ 2 สารละลาย หมู่ 3 - 5
PbS, CuS และ Bi2S3

6M HNO3 15 หยด ต้ม 5 นาที จนสีเปลีย่ น

สารละลาย
Cu2+และ Bi3+

conc. NH4OH จนสารละลายเป็นเบส
และเติมเพิ่มอกี 2 หยด

ตะกอนวุ้นสขี าว สารละลาย
Bi(OH)3 [Cu(NH3)4]2+
สารละลายผสมระหว่าง
6 M NaOH 15 หยด 6 M CH3COOH จนเป็นกรด
0.1 M SnCl2 5 หยด 0.5 M K4[Fe(CN)6] 5 หยด
ตะกอนดำ
Bi ตะกอนสีน้ำตาลแดง
Cu2[Fe(CN)6]
สรุปผลว่าเป็น Bi
สรุปผลว่าเป็น Cu

รปู 2 แผรนายผังกานารกวาเิ ครทราดะลหอ์ไองออนบวกหมู่ 2

41

การทดลองท่ี 7
เร่อื ง คุณภาพวิเคราะหไ์ อออนลบ

วตั ถปุ ระสงค์

เพื่อวิเคราะหไ์ อออนลบที่มอี ยู่ในสารตัวอยา่ ง โดยการสังเกตการณ์เกิดก๊าซ การเกิดสี และ
การตกตะกอน

หลักการ

ในการวิเคราะห์ไอออนลบที่มีอยู่ในสารตัวอย่างใดๆ ควรทำความเข้าใจถึงสมบัติของ
ไอออนแต่ละชนิดเสียก่อน การจำแนกชนิดของไอออนลบตามหลักการวิเคราะห์นั้น อาศัยสมบัติ
สำคัญ 2 ประการ คือ

1. ไอออนลบบางชนิดทำปฏิกิรยิ ากบั กรด แล้วเกิดก๊าซขนึ้

2. ไอออนลบบางชนิดทำปฏิกิรยิ ากบั ไอออนบวกแล้วได้ตะกอนทีม่ สี ีต่างกัน

จากคณุ สมบัติท้ังสองประการสามารถจดั ไอออนลบเปน็ หมู่ต่างๆได้ดงั น้ี

หมู่ ชื่อ สมบัติของไอออน ชนิดของไอออนลบ

1 กล่มุ กรดระเหยได้ ทำปฏิกิรยิ ากบั กรด HCl เจือจาง CO3 2-, S 2-, NO2 -
(Volatile acid group) แล้วเกิดกา๊ ซ

2 กลุ่มเงนิ ตกตะกอนกบั Ag+ ในสารละลาย Cl - , Br - , I-

(Silver group) กรด และตกตะกอนไม่ละลายใน
กรดเจอื จางในน้ำ

3 กลุม่ แคลเซียม-แบเรียม ตกตะกอนกับ Ca2+และ Ba2+ได้ SO4 2-, PO4 3-,
(Calcium - Barium group) ตะกอนไม่ละลายในเบสเจือจาง CrO4 2-

4 กลุ่มทีล่ ะลาย ไม่เกิดตะกอนกบั Ba2+ และ Ag+ NO3 - , OAC -

(Soluble group) (แสดงวา่ เกลือของไอออนนี้
ละลายน้ำได้ด)ี

42

ตัวอย่างการวิเคราะห์ไอออนลบ

การวเิ คราะหไ์ อออนลบ หมู่ 1 : NO2 –

ไอออนลบหมู่น้วี เิ คราะห์สารโดยใช้สารตวั อย่างได้โดยตรง ไอออนลบทั้งสามชนิด ทำ
ปฏิกิรยิ ากับกรดเจอื จางแล้วเกิดก๊าซต่างๆทีท่ ดสอบ

NO2 - : ทำปฏิกิรยิ ากับกรด ได้ก๊าซ NO ซึ่งทำปฏิกิรยิ ากับ FeSO4 ได้ Fe(NO)SO4 มีสนี ้ำตาล

NO2– (aq) + H+ (aq) → HNO2 (aq)

3HNO2 (aq) → H2O (l) + HNO3 (aq) + NO (g)

[Fe(H2O)6]2+ (aq) + NO (g) → [Fe(H2O)5NO)] 2+ (aq)

สารละลายสีน้ำตาล

ถ้าสารละลายมี I- ด้วย I- จะถูกออกซิไดซ์ โดย NO2- ในสารละลายกรด ได้ I2 ซึ่งมีสี
เข้ม และจะทำให้เหน็ ผลการทดสอบไมช่ ดั เจน จงึ จำเป็นต้องกำจัด I- ออกก่อน โดยตกตะกอนเป็น
AgI

การวเิ คราะห์ไอออนลบหมู่ 2-4

การวิเคราะห์ไอออนลบหมู่ 2-4 นี้ สำหรับสารตัวอย่างทั่วไปต้องเปลี่ยนให้เป็นไอออน
ลบของเกลือโซเดียมก่อน โดยนำไปทำปฏิกิรยิ ากบั Na2CO3 ในสารละลายที่เป็นเบส ปฏิกิริยานี้จะมี
ตะกอนคารบ์ อเนต (ของไอออนบวกทีอ่ ยใู่ นสารละลาย) เกิดข้ึน ซึง่ กำจดั ได้โดยเซน็ ตรฟิ ิวต์ เช่น ถ้า
มี Pb2+ และ Mg2+ อยู่ ปฏิกิรยิ าที่เกิดข้ึนคอื

Pb 2+ (aq) + CO32- (aq) → PbCO3 (s)

2Mg2+ (aq) + 2CO32- (aq) + H2O (l) → MgCO3 (s) + Mg(OH)2 (s) + CO2 (g)

สารละลายที่ได้จากปฏิกิริยากับ Na2CO3 เรียกว่า Soda solution หรือ Sodium carbonate
extract solution ซึง่ นำไปวิเคราะห์วา่ เปน็ ไอออนลบตา่ งๆตอ่ ไป

43

การวเิ คราะห์ไอออนลบหมู่ 2 : I-

ไอออนหมู่นี้ทำปฏิกิริยากับ AgNO3 ได้ตะกอนที่ไม่ละลายในกรด เมื่อทดสอบ
การตกตะกอนแล้ว จึงวิเคราะห์ว่าเป็นไอออนชนิดใดต่อไป ตัวอย่างปฏิกิริยาการตกตะกอนเป็น

ดงั น้ี

I– (aq) + Ag+ (aq) → AgI (s)

ตะกอนสีเหลือง

I- : I– จะถูกออกซิไดซ์ด้วย NaCl ในสารละลายกรดได้ I2 ซึ่งมีสมี ว่ งและละลายได้ดีใน CCl4

2I- (aq) + OCl– (aq) + H+ (aq) → I2 (s) + Cl- (aq) + H2O (l)

นอกจากนีย้ ังมีตวั ออกซิไดซอ์ ืน่ ๆอีกมาที่ใชไ้ ด้ (ในสารละลายกรด) เชน่ KMnO4 , H2O2,
K2CrO7, KNO2 , Cl2 เป็นต้น

การวเิ คราะหไ์ อออนลบหมู่ 3 : PO4 3-
ไอออนลบหมู่ 3 นี้ ทำปฏิกิริยากบั Ba2+ ได้ตะกอนที่ไม่ละลายในเบส

PO4 3- (aq) + Ba2+ (aq) → Ba3(PO4)2 (s)
ตะกอนขาว , ละลายในกรด

PO43- : PO43- ทำปฏิกิรยิ า ammonium molypdate [(NH4)2MoO4] ได้ตะกอนเหลอื งของ Ammonium
phosphomolypdate [(NH4)3PMo12O40] ดังสมการ

PO43-(aq) + 3NH4+(aq) + 12MoO42-(aq) + 23H+(aq) → [(NH4)3PMo12O40](s) +12H2O (l)

ตะกอนสีเหลือง

ถ้าสารละลายมี I- ต้องกำจัดออกโดยนำไปทำปฏิกิริยากับกรด HNO3 แล้วต้มไล่ I2 ที่
เกิดข้ึนออกให้หมด กอ่ นนำไปวิเคราะหห์ า PO43-

6I (aq) + 2NO3- (aq) + 8H3O+ (l) → 3I2 (s) + 2NO (g) + 12H2O (l)