กรดและเบส

กรดและเบส
(Acids and Bases)

1

ตรวจสอบความรกู้ ่อนเรียน

1. ดุลสมการเคมตี อ่ ไปน้ี Ca(OH)2(aq)
1.1 CaO(s) + H2O(l) Ca(OH)2(aq)
CaO(s) + H2O(l) H2SO3(aq)
1.2 SO2(g) + H2O(l) H2SO3(aq)
SO2(g) + H2O(l)

2

ตรวจสอบความรูก้ อ่ นเรียน

1.3 H2SO4(aq) + NaOH(aq) Na2SO4(aq) + H2O(l)

H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) Na2SO4(aq) + 2H2O(l)

1.4 Na2CO3(s) + CH3COOH(aq) CH3COONa(aq) + H2O(l)+ CO2(g)

Na2CO3(s) + 2CH3COOH(aq) 2CH3COONa(aq) + H2O(l) + CO2(g)

3

ตรวจสอบความร้กู อ่ นเรยี น

2. ใส่เครือ่ งหมาย หน้าขอ้ ความที่ถูก  และใสเ่ คร่อื งหมาย
หน้าข้อความทไ่ี มถ่ กู ต้อง
………… 2.1 สารละลายที่มี pH 3.5 เปน็ สารละลายกรด
………… 2.2 เมื่อนา้ น้าทะเลไปทดสอบด้วยกระดาษลิตมัสพบว่า
เปลี่ยนจากสแี ดงเป็นน้าเงินแสดงว่าน้าทะเลเป็นเบส
………… 2.3 สารละลาย NaCl มสี มบตั เิ ปน็ กลางและมี pH 7
………… 2.4 MgSO4 เมือ่ ละลายน้าแตกตวั ได้ Mg2+ และ SO42-

4

ตรวจสอบความรู้กอ่ นเรยี น

………… 2.5 CaCl2 1 โมล เมอ่ื ละลายน้าแตกตวั ให้ Ca2+ และ
Cl- อยา่ งละ 1 โมล

CaCl2 1 โมล เมอื่ ละลายนา้ แตกตวั ให้ Ca2+ 1 โมล
และ Cl- 2 โมล
………… 2.6 HCl 1.0 mol/L ปริมาตร 150 mL มี
HCl 1.50 mol

HCl 1.0 mol/L ปรมิ าตร 150 mL มี HCl 0.15 mol

5

ตรวจสอบความรู้กอ่ นเรยี น

3. พิจารณาปฏิกริ ยิ าต่อไปน้ี

HF(aq) + H2O(l) F-(aq) + H3O+(aq)

กา้ หนดให้ K = 6.4 x 10-4

3.1 เขยี นคา่ คงที่สมดลุ ของปฏิกิริยาในรปู อัตราส่วนความเข้มข้น

ของสาร

K = [H3O+][F-]
[HF]

6

ตรวจสอบความร้กู อ่ นเรยี น

3.2 ถ้าทส่ี มดลุ มคี วามเข้มข้นของ HF 0.10 mol/L และ

ความเข้มข้นของ H3O+ เทา่ กบั F- จงคา้ นวณความเขม้ ข้นของ H3O+
สมมติ ท่สี มดุลมีความเข้มข้นของ H3O+ และ F- ชนดิ ละ x mol/L

จากสมการ K = [H3O+][F-]

[HF]

แทนคา่ 6.4 10-4 = (x) (x)

0.10

x = 8.0 x 10-3

ดังนัน้ ความเขม้ ข้นของ H3O+ เท่ากับ 8.0 10-3 mol/L 7

กรด-เบส ใน ชีวติ ประจ้าวนั

คณุ สมบัติ กรด เบส

- การนา้ ไฟฟา้ นา้ ไฟฟ้า นา้ ไฟฟา้
- การเปลี่ยนกระดาษลติ มสั จากสนี ้าเงินเป็นสีแดง จากสแี ดงเป็นสนี ้าเงนิ
- รสชาติ
- การท้าปฏิกิริยากับโลหะ เปรีย้ ว ฝาด
ไดแ้ ก๊สไฮโดรเจน ไมท่ ้าปฏกิ ิรยิ ากับโลหะ
ยกเว้น Al และ Zn
- การทา้ ปฏกิ ิริยากบั เกลอื ไดน้ ้า เกลือและ ไม่ทา้ ปฏิกิริยากบั เกลอื
คารบ์ อเนต คาร์บอนไดออกไซด์
- การท้าปฏิกิริยากบั กรดหรือ ทา้ ปฏิกิริยากบั เบสไดเ้ กลอื คารบ์ อเนต
เบส ทา้ ปฏกิ ิริยากับกรดได้
- อน่ื ๆ และนา้
pH ต้า่ กวา่ 7 เกลอื และน้า
pH มากกว่า 7

8

กรด-เบส ใน ชวี ิตประจา้ วัน

กรดแบ่งออกเป็น 2 ประเภท (ตามธาตอุ งคป์ ระกอบ)
1. กรดทวิภาคหรือกรดไฮโดร (binary acids) เป็นกรดท่ี
ประกอบไปดว้ ยธาตุ H เช่น HCl กรดไฮโดรคลอริก HF กรด
ไฮโดรฟลอู อรกิ เป็นต้น

2. กรดออกซี (oxyacids) เปน็ กรดทปี่ ระกอบไปด้วยธาตุ H
, O และอโลหะ เช่น กรดแอซติ ิก (CH3COOH) กรดคาร์บอนกิ
(H2CO3)

9

สารอเิ ล็กโทรไลต์ (Electrolyte) และ
นอนอเิ ลก็ โทรไลต์ (Non-lectrolyte)

สารอเิ ล็กโทรไลต์ (Electrolyte)

คือ สารท่ีน้าไฟฟา้ ไดเ้ มือ่ หลอมเหลว หรอื
สารที่แตกตัวเปน็ ไอออนไดใ้ นสารละลาย เรียกวา่
สารละลายอเิ ลก็ โทรไลต์

10

สารนอนอิเลก็ โทรไลต์ (Non-electrolyte)
คือสารที่ไมแ่ ตกตวั เปน็ ไอออนในสารละลาย

เรยี กว่า สารละลายนอนอิเลก็ โทรไลต์
(ไม่น้าไฟฟา้ )

11

ตวั อยา่ งสารละลายอเิ ล็กโทรไลต์

12

1. สารละลายอิเล็กโทรไลต์แก่

กรด กรดแก่ทกุ ชนดิ เชน่ HCl, HBr, HI,

HClO4, HClO3, HNO3, H2SO4 เกลือที่
เกดิ จากกรดแกก่ ับเบสอ่อน เชน่ NH4Cl

เบส เบสแก่ เชน่ LiOH, NaOH, Ba(OH)2,

Ca(OH)2 เกลือท่เี กิดจากเบสแกก่ ับอ่อน
เช่น CH3COONa

กลาง เกลอื ทีเ่ กดิ จากกรดแกก่ ับเบสแก่ เชน่

NaCl , KNO3 13

2. สารละลายอิเล็กโทรไลตอ์ อ่ น

กรดอ่อน HClO , H2S , HF , H3PO4
เบสอ่อน , H2CO3 , HNO2 , H2SO3

NH3

เกลอื เกลอื เฮไลด์ ไซยาไนด์ และไทโอไซ

ยาเนต ของ Zn Cd และ Hg(II)

14

นอนอิเล็กโทรไลต์ ไดแ้ ก่
- สารประกอบอินทรีย์
- แอลกอฮอลล์
- สารชวี โมเลกุล

15

ทฤษฎกี รด-เบส

16

ทฤษฎีกรด-เบส

• ค.ศ.1661
• โรเบริ ต์ บอยล์ (ชาวองั กฤษ)
• สรุปสมบตั ิของกรด และดา่ ง
• กรดมีรสเปรยี้ ว มีสมบัติกดั กร่อน

เปลี่ยนสีลติ มสั จากนา้ เงินเป็นแดง
• ด่างมรี สขม ท้าใหร้ ้สู ึกล่ืน เปลยี่ น

สลี ิตมัสจากแดงเปน็ น้าเงนิ 17

ทฤษฎีของกรดและเบส
1. ทฤษฎขี องอารเ์ รเนยี ส
2. ทฤษฎีของเบรินสเตด-ลาวรี
3. ทฤษฎขี องลิวอิส

18

1. ทฤษฎีของอาร์เรเนยี ส

กรด คือ สารที่ละลายนา้ แลว้ แตกตัวให้ H+

HCl(g) H2O H+(aq) + Cl-(aq)

เบส คือ สารทล่ี ะลายนา้ แล้วแตกตวั ให้ OH-
NaOH H2O Na+ + OH-
Ba(OH)2 H2O Ba2+ + 2OH-

19

ขอ้ จ้ากดั ของทฤษฎอี ารเ์ รเนยี ส

- สารทจี่ ะเป็นกรดหรอื เบสต้องละลายน้าเท่านั้น

- สารท่ีไมม่ ี H+ หรอื OH- ในโมเลกลุ ไม่จัดวา่ เปน็
กรดหรอื เบส เชน่ NH4Cl , NH3 , CH3COONa

- H+ จะอย่ใู นรปู hydrate ion เสมอ เขียนแทน

ด้วย H3O+ เรียกว่า ไฮโดรเนียมไอออน

20

ตรวจสอบความเขา้ ใจ

จงเติมขอ้ มูลในช่องว่างใหส้ มบรู ณ์

สมการเคมี กรด/เบส
กรด
HClO4(aq) ClO4-(aq) + H+(aq) เบส
กรด
LiOH(aq) Li+(aq) + OH-(aq) เบส
กรด
H2SO4(aq) + H2O(l) HSO4- (aq)+ H3O+(aq)
21
Sr(OH)2(aq) Sr2+(aq) + 2OH-(aq)

HNO3(aq) + H2O(l) NO3-(aq) + H3O+(aq)

2. ทฤษฎีของเบรินสเตด-ลาวรี

กรด คือสารท่ี ให้ โปรตอน (H+)
เบส คือ สารท่ี รับ โปรตอน (H+)

22

ตรวจสอบความเข้าใจ

พิจารณาปฏิกริ ิยาเคมีตอ่ ไปน้ี

CH3COONa(s) CH3COO-(aq) + Na+(aq)

CH3COO-(aq) + H2O(l) CH3COOH(aq) + OH-(aq)

ตามทฤษฎีกรด-เบสเบรนิ สเตด-ลาวรี สารละลายโซเดยี มแอซเี ตต

(CH3COONa) มีสมบตั ิเปน็ กรดหรือเบส เพราะเหตใุ ด

ตามทฤษฎกี รด-เบสเบรนิ สเตด-ลาวรี สารละลาย
CH3COONa เป็นเบส เพราะ CH3COO- สามารถรับโปรตอนจาก
น้า

23

3. ทฤษฎกี รด-เบสลวิ อสิ

กรด คอื สารท่ี รับ คู่อเิ ล็กตรอน (e-)
เบส คอื สารที่ ให้ คู่อิเลก็ ตรอน (e-)

24

ตรวจสอบความเข้าใจ

พิจารณาปฏกิ ิรยิ าตอ่ ไปนี้ พรอ้ มระบุว่าสารใดเป็นกรด
และสารใดเปน็ เบสตามทฤษฎีกรด-เบสลวิ อสิ

ในปฏกิ ิริยานี้ PH3 ใชอ้ ิเลก็ ตรอนคู่โดดเดยี่ วในการเกิดพนั ธะ

เคมีร่วมกับ AlCl3 ดงั นน้ั จงึ ถอื ว่า PH3 ใหค้ อู่ ิเลก็ ตรอน ทา้ หนา้ ที่

เปน็ เบส ส่วน AlCl3 รบั คอู่ เิ ลก็ ตรอน ทา้ หนา้ ทเี่ ป็นกรดตาม

ทฤษฎีกรด-เบสลวิ อิส 25

ในปฏิกริ ิยาน้ี OH- ใช้อเิ ลก็ ตรอนคโู่ ดดเดยี่ วในการเกดิ
พันธะเคมรี ว่ มกบั CO2 ดังน้นั จงึ ถอื วา่ OH- ให้คู่อเิ ลก็ ตรอน ท้า
หน้าทเี่ ป็นเบส ส่วน CO2 รับคู่อิเล็กตรอน ทา้ หนา้ ท่ีเปน็ กรดตาม
ทฤษฎีกรด-เบสลิวอิส

26

แบบฝกึ หัด 10.1

27

คูก่ รด-คูเ่ บส

(Conjugate acid-base pairs)

ตามทฤษฎกี รด-เบสเบรินสเตด-ลาวรี
• สารท่ีทา้ หน้าที่เป็นกรดเมือ่ ให้ H+ ไปแล้ว
อนุภาคท่เี หลอื สามารถรบั H+ ได้ จึงเรียก
เบสทเี่ กิดขน้ึ วา่ คเู่ บสของกรด หรอื เรียกว่า
คเู่ บส

28

• สารทีท่ า้ หนา้ ที่เปน็ เบส เมอื่ รับ H+ จาก
สารอื่นไปแล้วจะได้อนภุ าคทีม่ ี H+ เพิ่มข้ึน 1
H+ ดงั นัน้ จึงสามารถทา้ หน้าท่เี ปน็ กรด ให้
H+ แกส่ ารอื่นได้ เรียก กรดทเ่ี กิดจากเบสวา่
คกู่ รดของเบส หรือเรียกว่า คกู่ รด

29

คู่กรด-เบส

HF (aq) + H2O(l) F-(aq) + H3O+(aq)

กรด เบส เบส กรด

ค่กู รด-เบส

30

ข้อสงั เกต

ปฏกิ ิริยาระหว่างกรดและเบส เป็นการ

เคล่อื นยา้ ยโปรตอนจากกรดไปยังเบส

คกู่ รดจะมี H+ มากกว่าค่เู บสอยู่ 1

คู่กรด-เบส

กHร2ดS1 (aq) +เบHส22O(l) Hก3รOด2+(aq) + HS-

เบส1

(aq) คูก่ รด-เบส

31

HCl(aq)+ H2O(l)  H3O+(aq) + Cl-(aq)

กรด เบส กรด เบส

HCl และ Cl- เปน็ ค่กู รด-เบส คู่ที่ 1

H3O+ และ H2O เปน็ คกู่ รด-เบส คทู่ ี่ 2

32

HCl(aq)+ H2O(l)  H3O+(aq) + Cl-(aq)

กรด เบส กรด เบส

HCl เปน็ คกู่ รด ของ Cl-
Cl- เปน็ คู่เบส ของกรด HCl
H3O+ เปน็ ค่กู รด ของ H2O
H2O เปน็ คเู่ บส ของกรด H3O+

33

ตรวจสอบความเข้าใจ

ระบคุ กู่ รด-เบสของสารในปฏกิ ิรยิ าต่อไปน้ี

1. HNO3(aq) + H₂O(l) H3O+(aq) + NO3-(aq)

2. NH2- (aq) + H2O(l) NH3(aq) + OH-(aq)

3. HCOOH(aq) + H2O(l) HCOO-(aq) + H3O+(aq)

4. CH3NH2(g) + H2O(l) CH3NH3+(aq) + OH-(aq)

34

H3PO4(aq) + H2O(l) H2PO-4(aq) + H3O+(aq)
กรด เบส เบส กรด

NH3(aq)+ H2O(l) NH4+(aq)+ OH-(aq)
เบส กรด กรด เบส

35

H2O เปน็ ไดท้ ้งั กรดและเบส
สารท่ีมสี มบตั ิเป็นได้ท้งั กรดและเบส
เรียกว่าแอมฟิโปรติก(amphiprotic)
เชน่ HCO3- HS- H2O

36

สารบางชนดิ สามารถให้และรับโปรตอนได้มากกว่า 1
โปรตอนตอ่ 1 โมเลกุล เช่น H2S H3PO4

37

38

ตรวจสอบความเขา้ ใจ

จากตัวอย่างปฏกิ ิรยิ าการแตกตวั ของ H3PO4 และ
S2- ในน้า จงระบุคกู่ รดและคู่เบสของสารต่อไปน้ี

คู่กรด สาร ค่เู บส
-
H3PO4 H2PO4-
H3PO4 H2PO4- HPO42-
-
H2S H2S HS
HS- S2-

39

แบบฝกึ หัด 10.2

40

ความแรงของกรดและเบส

ขนึ้ อยู่กับความสามารถในการ ให้ และ รับ H+

กรดแก่ คอื กรดท่ี ให้ H+ มาก
กรดออ่ น คือ กรดที่ ให้ H+ น้อย

เบสแก่ คอื เบสที่ รับ H+ มาก

เบสอ่อน คอื เบสท่ี รบั H+ น้อย 41

การเปรียบเทยี บความแรงของกรด

1. กรดไฮโดร (HX)
ในคาบเดียวกนั ความแรงของกรดไฮโดร (HX) จะเพมิ่ ขึ้นเมื่อ

อะตอมของธาตุ X มคี ่า อิเล็กโตรเนกาติวิตีเพ่ิมขนึ้
เช่น (NH3 , H2O , HF)

ในหมเู่ ดียวกนั ความแรงของกรด จะเพม่ิ ขน้ึ เมือ่ พลังงาน

พนั ธะระหวา่ งอะตอมไฮโดรเจนและอโลหะ (X) มีค่าลดลง เพราะ

เมอื่ พลงั งานพันธะมีค่าน้อยจะท้าให้ ไฮโดรเจนหลุดเปน็ H+ ได้ง่าย

ดังนั้นความเปน็ กรดจะเพ่ิมข้ึนจากบนลงลา่ ง ตามขนาดของอะตอม

(ยิง่ มขี นาดใหญ่ ยง่ิ เปน็ กรดมาก) 42

2. กรดออกซี (H-O-Z)
2.1 สาหรับกรดออกซที มี่ ีจา้ นวนอะตอม H และ O

เทา่ กัน แตอ่ ะตอมกลาง เป็นธาตุทีแ่ ตกต่างกัน ความแรงของ
กรดจะเพ่มิ ตามค่าอเิ ล็กโตรเนกาติวิตีของอะตอมกลาง

2.2 สา้ หรับกรดออกซีทีม่ อี ะตอมกลางเปน็ อะตอมชนดิ
เดียวกนั และจ้านวน H เท่ากัน แต่จ้านวนอะตอมออกซิเจน
รอบอะตอมกลางไม่เท่ากัน ความแรงของกรดจะเพิ่มตามเลข
ออกซิเดชนั ของอะตอมกลางท่ีเพ่มิ ข้นึ

43

การเปรียบเทยี บความแรงของเบส

1.1 สารประกอบออกไซด์และไฮดรอกไซดข์ องโลหะ
การพิจารณาความแรงของเบส สามารถพิจารณาได้จาก

ตา้ แหนง่ ของโลหะในตารางธาตดุ ังนี้
ในหมเู่ ดียวกนั ความแรงของเบสเพมิ่ ขน้ึ จากบนลงล่าง

เพราะความเป็นโลหะของธาตเุ พมิ่ ขึ้น จากบนลงลา่ ง
ในคาบเดยี วกนั ความแรงของเบสลดลงจากซ้ายไปขวา

เพราะความเปน็ โลหะของธาตุลดลง จากซ้ายไปขวา

44

1. พจิ ารณาจากคู่กรด-เบส คอื คเู่ บสของกรดแก่ จะเป็นเบส

ออ่ น และคู่เบสของกรดออ่ น จะเป็นเบสแก่

ตวั อยา่ ง คกู่ รด คเู่ บส

HF F-

HCl Cl-

HBr Br-

2. พิจารณาจากความหนาแนน่ ของประจุ เวลาเปรยี บเทยี บความ
แรงของเบสท่มี ีประจุลบใหด้ ูที่ความหนาแน่นของประจลุ บของเบส
นนั้ เบสทม่ี คี วามหนาของประจุลบมากจะเป็นเบสทีแ่ กก่ ว่า

ความหนาแนน่ ของประจลุ บ = จานวนประจลุ บ / รัศมีของไอออน

45

การแตกตัวของกรดและเบส

การแตกตวั ของกรดแกแ่ ละเบสแก่

กรดแก่ (Strong acid) หมายถงึ กรดท่ีแตกตัวเป็นไอออน

ไดห้ มด
HCl(aq) + H2O(l)  H3O+(aq) + Cl-(aq)
เบสแก่ (Strong base) หมายถงึ เบสท่ีแตกตัวเปน็ ไอออน

ไดห้ มด

NaOH(s) H2O NaOH(aq) H2O
 Na+(aq)+ OH-(aq)

46

การแตกตวั ของกรดออ่ นและเบสออ่ น

กรดอ่อน (Weak acid) หมายถงึ กรดทแี่ ตก

ตวั เป็นไอออนไดไ้ มห่ มด

CH3COOH(aq)+H2O(l) H3O+(aq)+CH3COO-(aq)

เบสออ่ น (Weak base) หมายถึง เบสที่
แตกตวั ในน้าได้ไมห่ มด

NH4OH(aq) + H2O(l) NH+4(aq) + OH-(aq)

47

การแตกตัวของกรดแกแ่ ละเบสแก่

Ex1.
สารละลาย HBr ปรมิ าตร 5 dm3

มี HBr ละลายอยู่ 1.5 mol จะมี
ไอออนชนดิ ใดบา้ ง และมคี วามเข้มขน้
เทา่ ใด

48

HBr เป็นกรดแก่ จึงแตกตัวเปน็ ไอออนไดห้ มด
HBr(aq) + H2O(l)  H3O+(aq) + Br-(aq)

[เร่ิมต้น] (M) 0.3 00
[สุดท้าย] (M) 0 0.3 0.3

ความเข้มขน้ = mol x 1000 = mol

V(cm3) V(dm3)

= 1.5 mol = 0.3 M
5 dm3

49

การแตกตวั ของกรดแกแ่ ละเบสแก่

Ex2.
สารละลาย Ca(OH)2 เขม้ ขน้ 0.1

M ปรมิ าตร 100 cm3 จะมี OH- กี่
โมล ถา้ เติมน้าให้มีปริมาตรเป็น 400
cm3 มคี วามเขม้ ขน้ ของ OH- เท่าใด

50