ตัวอย่างแผนการทดลอง LAB 9

-------------ตวั อยา่ งการเขียนวางแผนการทดลอง-----------
1.การทดลองที่ 9
การหาคา่ คงทก่ี ารแตกตวั ของกรดแอซตี กิ โดยการวดั คา่ พเี อซ

(Determination of Dissociation Constant of Acetic Acid by Measuring pH)

2.วันทท่ี าการทดลอง...........................................................

3.วัตถุประสงคก์ ารเรียนรู้ เพอื่ ใหน้ ิสติ สามารถ
1. สรา้ งกราฟการไทเทรตระหวา่ งกรดแก่ (HCl) กบั เบสแก่ (NaOH) โดยการวดั คา่ pH ดว้ ยเครอ่ื ง pH meter ได้
2. สรา้ งกราฟการไทเทรตระหว่างกรดอ่อน (CH3COOH) กับเบสแก่ (NaOH) โดยการวัดค่า pH ดว้ ยเครื่อง pH

meter ได้
3. เพ่ือใหน้ ิสิตสามารถใชส้ มการท่ีเก่ียวขอ้ ง เพ่ือคานวณค่า pH ของสารละลายผสมกรดเบส และสารละลาย

บฟั เฟอรไ์ ด้
4. เพ่ือให้นิสิตสามารถหาค่าคงท่ีของการแตกตัว (Dissociation constant, Ka) ของกรดแอซีติก จากกราฟการ

ไตเตรตระหวา่ งกรดออ่ น (CH3COOH) กบั เบสแก่ (NaOH) โดยการวดั คา่ pH ได้

4.อุปกรณใ์ นการทดลอง
1. เครื่องวดั pH พรอ้ มอเิ ลก็ โทรดแกว้ และอเิ ลก็ โทรด SCE
2. เครอื่ งกวนสารระบบแม่เหลก็ (magnetic stirrer)
3. แทง่ แมเ่ หลก็ คนสาร (magnetic bar)
4. บกี เกอร์ (beaker) ขนาด 250 mL
5. ปิเปต (pipette) ขนาด 25 mL
6. บวิ เรต (burette) ขนาด 50 mL
7. กระบอกฉีดนา้ (washing bottle)

5.สารเคมี กรดแอซตี กิ (CH3COOH) 0.1 M ใชเ้ ป็นตวั ตวั ถกู ไทเทรต หรอื เรยี กวา่ ตวั ไทแทรนด์ (titrand)
1. กรดไฮโดรคลอรดิ (HCl) 0.1 M ใชเ้ ป็นตวั ตวั ถกู ไทเทรต หรอื เรยี กวา่ ตวั ไทแทรนด์ (titrand)
2. สารละลายโซเดยี มไฮดรอกไซด์ (NaOH) 0.1 M ใชเ้ ป็นตวั ทาไทเทรต หรือเรยี กวา่ ตวั ไทแทรนต์ (titrant)
3. อินดเิ คเตอร:์ phenolphthalein, Methyl red
4. นา้ กล่นั (Distilled water, H2O)
5.

ดร. จกั รสี ิทธิ์ จินดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 1

6.วิธกี ารทดลอง
1. ศกึ ษาและจดั เครือ่ งวดั pH ตามวิธีการใชท้ ่แี นบมากบั เคร่อื ง หรอื สอบถามการใชเ้ คร่อื งวดั pH จากอาจารยผ์ คู้ วบคมุ

หอ้ งปฏิบตั ิการ
2. ปิเปตตวั ถกู ไทเทรตมา 25.00 mL ใสล่ งไปในบีกเกอรข์ นาด 250 mL แลว้ เตมิ อินดเิ คเตอรล์ งไป 2 หยด (ไทเทรตกรด

แกก่ บั เบสแก่ใช้ Methyl red และไทเทรตกรดออ่ นกบั เบสแก่ใช้ phenolphthalein) บนั ทกึ สขี องสารละลายท่ีได้ พรอ้ ม
กนั นีใ้ ส่แท่งแม่เหล็ก (magnetic bar) ลงไปเพ่ือคนสารละลาย นาบีกเกอรน์ ีไ้ ปวางบนเครื่องกวนสารระบบแม่เหล็ก
(magnetic stirrer)
3. จุ่มอิเล็กโทรดแกว้ (Glass electrode) และอิเล็กโทรด SCE (Saturated Calomel electrode) ลงไป หมุนสวิทซใ์ ห้
เคร่ืองกวนสารระบบแม่เหลก็ ทางาน อา่ นค่า pH จากเคร่อื งวดั pH
4. ทาการไทเทรตสารละลายตวั อย่างกับตวั ทาไทเทรต วดั pH ของสารละลายในบีกเกอร์ อ่านค่า pH แลว้ บนั ทึกค่า
ปรมิ าตรของตวั ทาไทเทรตกบั ค่า pH ท่ีอา่ นได้ โดยเรม่ิ เตมิ ตวั ทาไทเทรตครงั้ ละ 2 mL
5. เม่ือใกลถ้ ึงจุดสมมลู (สังเกตได้จากค่า pH จะเริ่มเปลี่ยนแปลงมากขึน้ ) ใหเ้ ติมตัวทาไทเทรตครงั้ ละ 0.5 mL
จากนนั้ เม่ือสงั เกตเห็นค่า pH ท่ีอ่านไดต้ ่างกนั ไม่มากนกั ใหเ้ ติมตวั ทาไทเทรตลงไปครงั้ ละ 2 mL จนกระท่งั pH มีค่า
เกือบคงท่ี ใหห้ ยดุ ทาการไทเทรต ในขณะไทเทรตใหค้ อยสงั เกตการเปล่ยี นแปลงสขี องอนิ ดเิ คเตอร์
6. สรา้ งกราฟของการไทเทรตระหว่างกรดแก่กบั เบสแก่ และกรดอ่อนกบั เบสแก่ โดยเขียนกราฟระหว่างปรมิ าตรของตวั
ทาไทเทรต (บนแกน X) และค่า pH (บนแกน Y) พรอ้ มลากเสน้ แสดงการหาค่าของจุดสมมลู และจุดท่ีถูกสะเทินไป
50% บอกชว่ งบฟั เฟอร์ คานวณหาคา่ Ka และ/หรอื Kb และความเขม้ ขน้ ของตวั ถกู ไทเทรตท่ีจดุ สมมลู

ดร. จกั รสี ิทธิ์ จินดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 2

วิธกี ารทดลอง สรุปเป็ นแผนภาพได้ดงั นี้

ดร. จกั รสี ทิ ธิ์ จินดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 3

การบนั ทกึ ผลการทดลอง
การคานวณ
ตอนท่ี 1 การไทเทรตระหวา่ งกรดแก่ (HCl) กบั เบสแก่ (NaOH)

1.1 คานวณ pH ของผสมระหวา่ ง HCl 0.1 M ปริมาตร 25.0 mL กับ NaOH 0.1 M ปริมาตร 0 mL
HCl เป็นกรดแก่ สามารถแตกตวั ได้ 100% ตามสมการ

HCl(aq) → H+ (aq) + Cl-(aq)

Initial (M): 0.10 0 0

Change (M): -0.10 +0.10 +0.10

Equilibrium (M): 0.1-0.1 0.10 0.10

ทส่ี มดุล มีความเขม้ ขน้ ของ [H+] = 0.10 M ดงั นนั้ คานวณหาคา่ pH ไดต้ ามสมการ

pH = -log[H+ ]
= -log(0.1)

 pH = 1.00

1.2 คานวณ pH ของผสมระหวา่ ง HCl 0.1 M ปริมาตร 25.0 mL กับ NaOH 0.1 M ปริมาตร 10.0 mL
HCl(กรดแก)่ ทาปฏิกิรยิ ากบั NaOH(เบสแก)่ ได้ NaCl(เกลอื ) กบั H2O(นา้ ) ตามสมการ

HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
(0.10 M)(10.0 mL)
(0.10 M)(25.0 mL) (25.0 mL + 10.0 mL) (0.10 M)(10.0 mL)
0.0286 M
(25.0 mL + 10.0 mL) 0.0000 M (25.0 mL + 10.0 mL)

0.0714 M 0.0286 M

0.0428 M 0.0286 M

ทส่ี มดุล NaOH ทาปฏิกิรยิ าหมดไป เหลอื แต่ HCl เขม้ ขน้ เทา่ กบั 0.0714 M – 0.0286 M = 0.0428 M
ดงั นนั้ คานวณหาคา่ pH ไดต้ ามสมการ

pH = -log[H+ ]
= -log(0.0428)

 pH = 1.37

1.3 คานวณ pH ของผสมระหวา่ ง HCl 0.1 M ปริมาตร 25.0 mL กับ NaOH 0.1 M ปริมาตร 20.0 mL
(ตอบ pH = 1.95 แสดงการคานวณ)

ดร. จกั รสี ิทธิ์ จินดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 4

1.4 คานวณ pH ของผสมระหว่าง HCl 0.1 M ปริมาตร 25.0 mL กับ NaOH 0.1 M ปริมาตร 25.0 mL
HCl (กรดแก่) ทาปฏกิ ิรยิ ากบั NaOH (เบสแก่) ได้ NaCl (เกลือ) กบั H2O (นา้ ) ตามสมการ

HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)

(0.10 M)(25.0 mL) (0.10 M)(25.0 mL) (0.10 M)(25.0 mL)

(25.0 mL + 25.0 mL) (25.0 mL + 25.0 mL) (25.0 mL + 25.0 mL)

0.0500 M 0.0500 M 0.0500 M

0.0000 M 0.0000 M 0.0500 M

ทสี่ มดุล ท่จี ดุ สมมลู (equivalence point) นี้ HCl ทาปฏกิ ิรยิ าพอดกี บั NaOH หมดไป เหลอื แต่เกลือ NaCl ท่ีไม่
สามารถเกิดปฏิกิรยิ าไฮโดรไลซสิ (hydrolysis) ได้ ท่ีจดุ นี้ จะมี [H+] = [OH-] = 10-7 ท่ีมาจากการแตกตวั ของนา้
เท่ากบั 10-7 M เทา่ นนั้ ดงั นนั้ คานวณหาคา่ pH ไดต้ ามสมการ

pH = -log[H+ ]

= -log(10-7 )
 pH = 7.00

1.5 คานวณ pH ของผสมระหว่าง HCl 0.1 M ปริมาตร 25.0 mL กบั NaOH 0.1 M ปริมาตร 35.0 mL
HCl (กรดแก่) ทาปฏิกิรยิ ากบั NaOH (เบสแก)่ ได้ NaCl (เกลือ) กบั H2O (นา้ ) ตามสมการ

HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
(0.10 M)(35.0 mL)
(0.10 M)(25.0 mL) (25.0 mL + 35.0 mL) (0.10 M)(25.0 mL)

(25.0 mL + 35.0 mL) 0.0583 M (25.0 mL + 35.0 mL)
0.0166 M
0.0417 M 0.0417 M

0.000 M 0.0417 M

ทสี่ มดุล HCl ทาปฏกิ ิรยิ าหมดไป เหลอื แต่ NaOH เขม้ ขน้ 0.0583 M – 0.0417 M = 0.0166 M
ดงั นนั้ คานวณหาคา่ pH ไดต้ ามสมการ

pOH = -log[OH− ]
= -log(0.0166)

 pOH = 1.78
pH = 14.00 - pOH = 14.00 - 1.78

 pH = 12.22

1.6 คานวณ pH ของผสมระหว่าง HCl 0.1 M ปริมาตร 25.0 mL กบั NaOH 0.1 M ปริมาตร 40.0 mL
(ตอบ pH = 12.36 แสดงการคานวณ)

ดร. จกั รสี ิทธิ์ จนิ ดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 5

ตัวอยา่ ง ตารางบนั ทกึ ผลการทดลอง
ตอนที่ 1 การไทเทรตระหวา่ งกรดแก่ 0.1 M HCl ปรมิ าตร 25.0 mL กบั เบสแก่ 0.1 M NaOH

14.00 Equivalence point Volume of NaOH pH
(mL)
12.00 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 1.00
0.0 1.18
10.00 Volume of NaOH (mL) 5.0 1.37
10.0 1.60
8.00 15.0 1.95
20.0 2.20
pH 22.0 2.69
24.0 7.00
6.00 25.0 11.29
26.0 11.75
4.00 28.0 11.96
30.0 12.22
2.00 35.0 12.36
40.0 12.46
0.00 45.0 12.52
0.0 50.0

ดร. จกั รสี ทิ ธิ์ จนิ ดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 6

7.ตารางบันทกึ ผลการทดลอง
ตอนที่ 1 การไทเทรตระหว่างกรดแก่ (HCl) กับเบสแก่ (NaOH)
1. อณุ หภมู หิ อ้ ง ขณะทาการทดลอง = …………………… 0C

No. Volume of NaOH pH pH pH First-derivative
(mL) คานวณ ทดลอง คานวณ ทดลอง V pH/V
1.00
1 0.00
2 2.00
3 4.00
4 6.00

5 8.00
6 10.00
7 12.00
8 12.50
9 14.00
10 16.00

11 18.00
12 20.00
13 22.00
14 23.00
15 23.50
16 24.00

17 24.50
18 25.00
19 25.50
20 26.00
21 26.50
22 27.00

23 28.00
24 30.00
25 32.00
26 34.00
27 36.00
28 38.00

29 40.00
30 42.00
31 44.00
32 46.00
33 48.00
34 50.00

ดร. จกั รสี ทิ ธิ์ จินดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 7

ตอนท่ี 2 การไทเทรตระหวา่ งกรดออ่ น (CH3COOH) กบั เบสแก่ (NaOH)

2.1 คานวณ pH ของผสมระหวา่ ง CH3COOH 0.1 M ปริมาตร 25.0 mL กบั NaOH 0.1 M ปริมาตร 0 mL
CH3COOH เป็นกรดอ่อน ไมส่ ามารถแตกตวั ได้ 100% แต่มีค่าคงท่กี ารแตกตวั Ka = 1.8 x 10-5 ตามสมการ

CH3COOH(aq) H+ (aq) + CH3COO- (aq)

Initial (M): 0.10 0 0

Change (M): -x +x +x

Equilibrium(M): 0.10 - x +x +x

เขียนคา่ คงท่กี ารแตกตวั ไดเ้ ป็น

Ka = [H+ ][CH3COO- ]
[CH3COOH]

Ka = (x)(x) = x2
(0.10 - x) (0.10 - x)

1.8 x 10-5 = x2
(0.10 - x)

การแกส้ มการเพอ่ื หาค่า x ทาได้ 2 วธิ ี คือ
1. วธิ กี ารแกส้ มการกาลังสอง (quadratic equation) โดยการจดั สมการใหอ้ ยใู่ นรูป ax2+ bx + c = 0

คาตอบท่ีไดค้ อื x = -b ± b2- 4ac

2a

2. วธิ ีการประมาณ (approximation method) โดยประมาณให้ x << 0.10คอื ใหถ้ ือวา่ กรดออ่ นแตกตวั ได้

นอ้ ยมาก (x มีค่านอ้ ยกวา่ 5% ของความเขม้ ขน้ เรม่ิ ตน้ ) ทาใหค้ า่ 0.10 - x = 0.10

วิธีท่ี 2 จดั วา่ เป็นท่นี ยิ มใชก้ นั ดงั นนั้ ในท่นี ีจ้ ะแสดงการหาคา่ x โดยวิธีท่ี 2

จากสมการ 1.8 x 10-5 = x2
(0.10 - x)

หาคา่ x ใชว้ ิธีการประมาณ (approximation method) โดยประมาณ x << 0.10ทาให้ 0.10 - x = 0.10 จะไดว้ า่

1.8 x 10-5 = x2 = x2
(0.10 - x) 0.10

( )x2 = (0.10) 1.8 x 10-5
( )x = (0.10) 1.8 x 10-5  [H+ ] = [CH3COOH].Ka

 x = 0.0013 M = [H+ ]

ตรวจสอบค่า x ท่ไี ดจ้ ากการประมาณ โดยแทนคา่ ในสมการ 0.10 - 0.0013 = 0.0987  0.1 ถือวา่ เป็นจรงิ

คดิ เป็นเปอรเ์ ซน็ ตเ์ ทยี บกบั ความเขม้ ขน้ เรม่ิ ตน้ จะได้  0.0013  x100 = 1.37% (ไมเ่ กิน 5% จรงิ ตามสมมตุ ฐิ าน)
 0.1 

ดร. จกั รสี ิทธิ์ จนิ ดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 8

ดงั นนั้ เม่ือแทนคา่ x ลงในสมการ จะไดว้ า่

Initial (M): CH3COOH(aq) H+ (aq) + CH3COO- (aq)
0.10 00

Change (M): -0.0013 +0.0013 +0.0013

Equilibrium(M): 0.10 - 0.0013 0.0013 0.0013

ทสี่ มดุล มีความเขม้ ขน้ ของ [H+] = 0.0013 M ดงั นนั้ คานวณหาคา่ pH ไดต้ ามสมการ

pH = -log[H+ ] = -log [CH3COOH].Ka
= -log(0.0013)

 pH = 2.87

2.2 คานวณ pH ของผสมระหว่าง CH3COOH 0.1 M ปริมาตร 25.0 mL กบั NaOH 0.1 M ปริมาตร 10.0 mL
CH3COOH (กรดอ่อน) ทาปฏิกิรยิ ากบั NaOH (เบสแก)่ ได้ CH3COONa (เกลือ) กบั H2O (นา้ ) ตามสมการ

CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O(l)
(0.10 M)(25.0 mL) (0.10 M)(10.0 mL)
(25.0 mL + 10.0 mL) (25.0 mL + 10.0 mL) (0.10 M)(10.0 mL)

0.0714 M 0.0286 M (25.0 mL + 10.0 mL)
0.0428 M 0.0000 M
0.0286 M

0.0286 M

ทส่ี มดุล NaOH ทาปฏกิ ิรยิ าหมดไป เหลอื แตก่ รดอ่อน CH3COOH เขม้ ขน้ 0.0714 M – 0.0286 M = 0.0428 M
กบั เกลือ CH3COONa เขม้ ขน้ 0.0286 M สารละลายท่ปี ระกอบดว้ ยกรดออ่ นและเกลือของมนั จดั วา่ เป็นสารละลาย
บฟั เฟอร์ (buffer solution) และจดุ นีจ้ ะมีความเขม้ ขน้ ของกรดมากกวา่ เกลอื [Acid] > [Salt] ดงั นนั้ เขียนคา่ คงท่ีการ

แตกตวั ไดเ้ ป็น

Ka = [H+ ][CH3COO- ]
[CH3COOH]

[H+ ] = K a [CH3COOH]
[CH3COO- ]

-log[H+ ] = -logKa - log [CH3COOH]
[CH3COO- ]

pH = pK a + log [CH3COO− ]
[CH3COOH]

 pH = pK a + log [Salt] "Henderson-Hasselbalch equation"
[Acid]

ดร. จกั รสี ทิ ธิ์ จนิ ดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 9

คานวณคา่ pH ไดด้ งั นี้

Ka = [CH3COO- ][H+ ]
[CH3COOH]

[H+ ] = Ka[CH3COOH]
[CH3COO- ]

[H+ ] = ( )1.8x10-5 (0.0428 M) = 2.7x10-5

(0.0286 M)

( )pH = -log[H+ ] = -log 2.7x10-5 = 4.57

pH = 4.57

หรอื หา pH โดยใชส้ มการเฮนเดอรส์ นั -แฮสเซลบารซ์ ( Henderson-Hasselbalch equation )

pH = pKa + log [Salt]
[Acid]

= -log(1.8x10-5 ) + log [0.0286] ; pKa = -logKa
[0.0428]

 pH = 4.57

1.3 คานวณ pH ของผสมระหวา่ ง CH3COOH 0.1 M ปริมาตร 25.0 mL กับ NaOH 0.1 M ปริมาตร 12.5 mL
CH3COOH (กรดออ่ น) ทาปฏกิ ิรยิ ากบั NaOH (เบสแก)่ ได้ CH3COONa(เกลอื ) กบั H2O(นา้ ) ตามสมการ

CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O(l)
(0.10 M)(25.0 mL) (0.10 M)(12.5 mL) (0.10 M)(12.5 mL)
(25.0 mL + 12.5 mL) (25.0 mL + 12.5 mL) (25.0 mL + 12.5 mL)

0.0666 M 0.0333 M 0.0333 M
0.0333 M 0.0000 M 0.0333 M

ทส่ี มดุล NaOH ทาปฏกิ ิรยิ าหมดไป เหลอื แต่กรดอ่อน CH3COOH เขม้ ขน้ 0.0666 M – 0.0333 M = 0.0333 M
กบั เกลือ CH3COONa เขม้ ขน้ 0.0333 M สารละลายท่ปี ระกอบดว้ ยกรดออ่ นและเกลอื ของมนั จดั วา่ เป็นสารละลาย
บฟั เฟอร์ (buffer solution) และจะเห็นไดว้ า่ ท่จี ดุ นี้ จะมีความเขม้ ขน้ ของกรดเทา่ กบั ความเขม้ ขน้ ของเกลอื

[Acid] = [Salt] = 0.0333 M จะทาใหค้ า่ pH ดงั นี้

Ka = [CH3COO- ][H+ ]
[CH3COOH]

[H+ ] = K a [CH3COOH]
[CH3COO- ]

[H+ ] = ( )1.8x10-5 (0.0333 M) = 1.8x10-5

(0.0333 M)

( )pH = -log[H+ ] = -log 1.8x10-5 = 4.74

pH = 4.74

ดร. จกั รสี ทิ ธิ์ จินดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 10

หรอื หา pH โดยใชส้ มการเฮนเดอรส์ นั -แฮสเซลบารซ์ ( Henderson-Hasselbalch equation )

pH = pKa + log [Salt]
[Acid]

= -log(1.8x10-5 ) + log [0.0333 M]
[0.0333 M]

= -log(1.8x10-5 ) + log1

 pH = 4.74

เม่ือทราบคา่ pH ในสารละลายผสมท่ีมี [Acid] = [Salt] จะคานวณหาค่า Ka ไดด้ งั นี้

pH = pKa + [Salt]
log
[Acid]

4.74 = pKa + [0.0333 M]
log
[0.0333 M]

4.74 = pKa + log1
 pKa = 4.74

pKa = -logKa
4.74 = -logKa
 Ka = 10-4.74 = 1.8 x 10-5

2.4 คานวณ pH ของผสมระหวา่ ง CH3COOH 0.1 M ปริมาตร 25.0 mL กบั NaOH 0.1 M ปริมาตร 20.0 mL

ดร. จกั รสี ทิ ธิ์ จนิ ดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 11

2.5 คานวณ pH ของผสมระหว่าง CH3COOH 0.1 M ปริมาตร 25.0 mL กบั NaOH 0.1 M ปริมาตร 25.0 mL
CH3COOH (กรดอ่อน) ทาปฏิกิรยิ ากบั NaOH (เบสแก)่ ได้ CH3COONa (เกลอื ) กบั H2O (นา้ ) ตามสมการ

CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O(l)
(0.10 M)(25.0 mL) (0.10 M)(25.0 mL)
(25.0 mL + 25.0 mL) (25.0 mL + 25.0 mL) (0.10 M)(25.0 mL)

0.050 M 0.050 M (25.0 mL + 25.0 mL)
0.000 M 0.000 M
0.050 M

0.050 M

ทส่ี มดุล ท่จี ดุ สมมลู (equivalence point) นี้ CH3COOH ทาปฏกิ ิรยิ าพอดกี บั NaOH หมดไปทงั้ คู่ เหลอื แต่
เกลือ CH3COONa เขม้ ขน้ 0.05 M ท่สี ามารถเกดิ ปฏิกิรยิ าไฮโดรไลซสิ (hydrolysis) ได้ ตามสมการ

Initial (M): CH3COO− (aq) + H2O(l) CH3COOH(aq) + OH- (aq)
0.050 00
+x +x
Change (M): -x xx

Equilibrium(M): 0.050 - x

เขียนคา่ คงท่กี ารแตกตวั ไดเ้ ป็น

Kb= [OH− ][CH3COOH]
[CH3COO- ]

Kb= (x)(x) = x2
(0.050 - x) (0.050 - x)

5.6 x 10-10 = x2

(0.050 - x)

หาคา่ x ใชว้ ิธีการประมาณ (approximation method) โดยประมาณ x << 0.062 ทาให้ 0.062 - x = 0.062 จะไดว้ า่

5.6 x 10-10 = x2 = x2
(0.050 - x) 0.050

( )x2 = (0.050) 5.6 x 10-10
( )x = (0.050) 5.6 x 10-10  [OH− ] = [CH3COO- ].Kb

 x = 5.29 x 10-6 M = [OH− ]

ตรวจสอบค่า x ท่ไี ดจ้ ากการประมาณ โดยแทนคา่ ในสมการ 0.050 - 7.5x10-6 = 0.0499  0.050 ถือวา่ เป็นจรงิ

คิดเป็นเปอรเ์ ซน็ ตเ์ ทียบกบั ความเขม้ ขน้ เรม่ิ ตน้ จะได้  7.5x10-6  = 0.015% (ค่า x ท่ีไดม้ ีค่านอ้ ยกว่า 5% ของ
 0.050  x100
 

ความเขม้ ขน้ เรม่ิ ตน้ ถือวา่ ขอ้ สมมตุ ิเป็นจรงิ )

ดร. จกั รสี ทิ ธิ์ จินดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 12

ดงั นนั้ คานวณหาคา่ pH ของสารละลายนี้ จะได้

Kw = [H+ ][OH- ]
[H+ ] = Kw = 1.0 x 10-14 = 1.89 x 10-9 M

[OH- ] 5.29 x 10-6
pH = -log[H+ ]

= -log(1.89 x 10-9 )
 pH = 8.72

2.6 คานวณ pH ของผสมระหวา่ ง CH3COOH 0.1 M ปริมาตร 25.0 mL กับ NaOH 0.1 M ปริมาตร 30.0 mL
CH3COOH (กรดออ่ น) ทาปฏิกิรยิ ากบั NaOH (เบสแก่) ได้ CH3COONa (เกลือ) กบั H2O (นา้ ) ตามสมการ

CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O(l)
(0.10 M)(25.0 mL) (0.10 M)(30.0 mL)
(25.0 mL + 30.0 mL) (25.0 mL + 30.0 mL) (0.10 M)(25.0 mL)

0.0455 M 0.0545 M (25.0 mL + 30.0 mL)
0.0000 M 0.0090 M
0.0455 M

0.0455 M

ทส่ี มดุล CH3COOH ทาปฏิกริ ยิ าหมดไป เหลือแต่ NaOH เขม้ ขน้ 0.0090 M กบั เกลือ CH3COONa เขม้ ขน้
0.0455 M ท่ีสามารถเกิดปฏิกิรยิ าไฮโดรไลซสิ (hydrolysis) ให้ OH- ได้ แต่ [OH-] จาก CH3COONa จะมีคา่ นอ้ ยมาก
เม่ือเทยี บกบั [OH-] จาก NaOH ท่มี ากเกินพอ ดงั นนั้ จงึ คานวณ [OH-] จาก NaOH ท่มี ากเกินพอ ตามสมการ

Kw = [H+ ][OH- ]

[H+ ] = Kw = 1.0 x 10-14 = 1.1 x 10-12 M
[OH- ] 9.0 x 10-3

pH = -log[H+ ]

= -log(1.1 x 10-12 )

 pH = 11.96

2.7 คานวณ pH ของผสมระหว่าง CH3COOH 0.1 M ปริมาตร 25.0 mL กับ NaOH 0.1 M ปริมาตร 40.0 mL

ดร. จกั รสี ิทธิ์ จินดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 13

ตวั อย่าง ตารางบันทกึ ผลการทดลอง
ตอนท่ี 2 การไทเทรตระหวา่ งกรดออ่ น 0.1 M CH3COOH ปรมิ าตร 25.0 mL กบั เบสแก่ 0.1 M NaOH

14.00 Equivalence point Volume of NaOH pH
(mL)
12.00 Buffering region 2.87
0.0 4.14
10.00 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 5.0 4.57
10.0 4.74
8.00 Volume of NaOH (mL) 12.5 4.92
15.0 5.35
pH 20.0 5.61
22.0 6.12
6.00 24.0 8.72
25.0 10.29
pKa 26.0 11.75
28.0 11.96
4.00 30.0 12.22
35.0 12.36
2.00 40.0 12.46
45.0 12.52
0.00 50.0
0.0

ดร. จกั รสี ิทธิ์ จินดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 14

ตารางบนั ทกึ ผลการทดลอง
ตอนท่ี 2 การไทเทรตระหว่างกรดอ่อน (CH3COOH) กบั เบสแก่ (NaOH)
1. อณุ หภมู ิหอ้ ง ขณะทาการทดลอง = …………………… 0C

No. Volume of NaOH pH pH pH First-derivative
(mL) คานวณ ทดลอง คานวณ ทดลอง V pH/V
1.00
1 0.00
2 2.00
3 4.00
4 6.00

5 8.00
6 10.00
7 12.00
8 12.50
9 14.00
10 16.00

11 18.00
12 20.00
13 22.00
14 23.00
15 23.50
16 24.00

17 24.50
18 25.00
19 25.50
20 26.00
21 26.50
22 27.00

23 28.00
24 30.00
25 32.00
26 34.00
27 36.00
28 38.00

29 40.00
30 42.00
31 44.00
32 46.00
33 48.00
34 50.00

ดร. จกั รสี ิทธิ์ จนิ ดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 15

คาถาม (Questions)
1. จุดสมมูล (Equivalence point) เหมือนหรอื ต่างจากจุดยุติ (End point) อยา่ งไร
2. ค่า pH ท่ีไดจ้ ากการคานวณ เหมือนหรอื ตา่ งจากคา่ pH ท่วี ดั ไดจ้ ากการทดลองอย่างไร
3. ค่า Ka ของกรดอะซติ กิ ท่ีหาไดจ้ ากการทดลอง เหมือนหรอื ต่างจากคา่ อา้ งอิงหรอื ไม่ อย่างไร
4. ในขณะไตเตรตเม่ือมีการเพิ่มปริมาณเบสมากขึน้ มีผลต่อการเปล่ียนแปลงอณุ หภมู ิของสารละลายอย่างไร (ใหต้ อบ
คาถามโดยอา้ งอิงจากผลการทดลองจรงิ )
5. จงแสดงใหเ้ ห็นท่ีมาของสมการ Henderson-Hassalbalch equation

เอกสารอ้างองิ (References)
1. C.W. Garland, J.W. Nibler and D.P. Shoemaker. (2003). Experiments in Physical Chemistry. 7th ed.
McGraw Hill. 665-667.
2. ชตู มิ า ศรวี บิ ลู ย์ (เลิศชวะกลุ ). (2533). คมู่ ือเคมีวิเคราะห์ 1 (Handbook of Analytical Chemistry I). พมิ พค์ รงั้ ท่ี 4.
สานกั พมิ พม์ หาวทิ ยาลยั รามคาแหง. 223-312.
3. D.A. Skoog. et.al. Fundamentals of analytical chemistry. (2014), 9th ed. Cengage Learning.

ดร. จกั รสี ทิ ธิ์ จินดาวงศ:์ 242111 Physical Chemistry and Applications 16