กรดและเบส

สรุปผลการทา้ กิจกรรม

รอ้ ยละการแตกตัวของเบสมี
แนวโน้มไปในทิศทางเดยี วกนั กบั ค่าคงท่ี
การแตกตัวของเบสในขณะท่รี ้อยละการ
แตกตวั ของกรดลดลงเมื่อความเข้มขน้
ของสารละลายกรดเพ่ิมข้ึน

101

ตรวจสอบความเขา้ ใจหนา้ ท่ี 27

สารละลายกรด HA 0.20 โมลต่อลิตร แตกตวั ไดร้ ้อยละ
10 สารละลายกรด HB 0.020 โมลต่อลิตร แตกตวั ได้รอ้ ยละ
20 HB เปน็ กรดที่แรงกวา่ HA ใช่หรอื ไม่ เพราะเหตใุ ด

เมื่อเปรยี บเทยี บคา่ คงทก่ี ารแตกตัวของ HA และ HB
พบว่า คา่ คงทกี่ ารแตกตวั ของ HA มากกวา่ แสดงว่า HA เป็นกรด
ที่แรงกวา่ HB

102

การแตกตัวเปน็ ไอออนของนา้

103

ค่าคงทีก่ ารแตกตวั ของนา้ (Kw)

H2O(l)+ H2O(l) H3O+(aq) + OH-(aq)

K = [H3O+][OH-]
[H2O]2

K.[H2O]2 = Kw = [H3O+][OH-]

104

คา่ Kw ทีอ่ ุณหภูมติ า่ งๆ

อุณหภูมิ Kw อุณหภูมิ Kw
(C) (C)
0 1.5x10-15 30 1.5x10-14
3.0x10-14
10 3.0x10-15 40 5.5x10-14
9.5x10-14
20 6.8x10-15 50
105
25 1.0x10-14 60

ทีม่ า FUNDAMENTALS OF CHEMISTRY 3rd ed.James E. Brady, Fohn R. Holum
John Wiley & Sons, Inc. Canada 1988. P 600

Kw = [H3O+][OH-]
Kw = 1.0 x 10-14 ที่ 25C
[H3O+][OH-] = 1.0 x 10-14
ในสารละลายเป็นกลาง : [H3O+] = [OH-]
[H3O+] = [OH-] = 1.0 x 10-7 mol/dm3

106

จงเตมิ ค่าความเขม้ ขน้ ของ H3O+ และ OH-
พรอ้ มระบุความเป็นกรด-เบสของสารละลาย

สารละลาย [H3O+] [OH-] กรด-
เบส

A 2.0x10-5

B 1.0x10-12

C 0.2x10-7

107

Ex1. ผลติ ภัณฑ์ทา้ ความสะอาดที่ใช้ในบา้ นเรอื น

ชนดิ หนง่ึ มีความเข้มขน้ ของ OH- เทา่ กับ

0.0025 M จงคา้ นวณหาความเขม้ ขน้ ของ H3O+

Kw = [H3O+][OH-] = 1.0 x 10-14
[H3O+] = (1.0x10-14)/[OH-]
= (1.0x1014)/0.0025

= 4.0x10-12 M

108

Ex2.
น้าแก๊ส HCl ปรมิ าตร 1.12 dm3
ท่ี STP ละลายนา้ จนมปี ริมาตร
500 cm3 จงหา [H3O+] และ
[OH-]

109

โมลของ HCl = V ที่ STP
22.4

= 1.12 =0.05 mol
22.4

หาความเข้มขน้ = mol x 1000
V

110

[HCl] = 0.05 x 1000 = 0.1 M
500

HCl เปน็ กรดแก่แตกตวั ไดห้ มด
ดังนน้ั [H3O+] = 0.1 M

111

[H3O+] [OH-] = 1.0 x 10-14
0.1 x [OH-] = 1.0 x 10-14

[OH-] = 1.0 x10-14
0.1

= 1.0 x 10-13 M

112

Ex3
เม่อื น้าสารละลายกรด HBr 0.1

M มา 10 cm3 เตมิ ลงในสารละลาย
กรด HBr 0.01M จ้านวน 100 cm3
จงหา[H3O+] และ [OH-]

113

หาโมลของHBr 0.1 M จ้านวน 10 cm3
โมลของ HBr = MV
1000

= 0.1 x 10
1000

= 1.0 x 10-3

114

หาโมลของHBr 0.01M จ้านวน 100 cm3
โมลของ HBr = MV
1000
= 0.01 x 100
1000
= 1.0 x 10-3

115

หา [HBr] ในปริมาตร 10 + 100
= 110cm3

หาความเขม้ ขน้ = mol x 1000

V
= 2x(1.0 x10-3)x1000

110

= 1.8 x 10-2 M

116

HBr เป็นกรดแกแ่ ตกตวั ไดห้ มด [H3O+]
= 1.8 x 10-2 M

[H3O+] [OH-] = 1.0 x 10-14

[OH-] = 1.0 x10-14
1.8 x 10-2

= 5.5 x 10-13 M
117

ความสัมพนั ธร์ ะหว่าง Ka Kb และ Kw

CH3COOH(aq)+H2O(l) CH3COO-(aq)+H3O+(aq) ……(1)

Ka = [CH3COO-][H3O+]
[CH3COOH]

CH3COO-(aq)+H2O(l) CH3COOH(aq)+ OH-aq) ……(2)

Kb = [CH3COOH][OH-]
[CH3COO-]

118

รวมสมการ (1) และ (2)

2H2O(l) H3O+(aq) + OH-(aq) ……(2)
Kw = [H3O+][OH-]

การแตกตวั ของ H2O ไดจ้ ากการรวมสมการการแตกตวั ของ
CH3COOH และ CH3COO- ดงั น้ัน Kw มคี า่ ดังน้ี

Kw =(Ka)(Kb)

สามารถคา้ นวณหา Ka และ Kb โดยอาศยั ความสมั พนั ธด์ งั น้ี

Kb = Kw และ Ka = Kw 119
Ka Kb

แบบฝกึ หัด 10.3

120

สมบตั ิกรด – เบสของเกลอื

121

สมบตั กิ รด – เบสของเกลอื

ปฏกิ ริ ิยาของไอออนบวกหรือไอออน
ลบ ของเกลอื ทา้ ปฏิกริ ิยากับน้า ได้
ผลิตภณั ฑ์เป็นH3O+ หรอื OH- เรียกว่า
ปฏิกริ ยิ าไฮโดรลิซิสของเกลอื

122

พิจารณาการเกิดปฏกิ ริ ยิ าไฮโดรลิซิสของเกลือไดด้ งั นี้

ก. เกลือท่เี กดิ จากกรดแก่ เบสแก่

เชน่ NaCl, NaNO3, CaCl2 เมอ่ื ละลายนา้ จะ
แตกตัวเปน็ ไอออนของกรดแกเ่ บสแก่ ไม่
เกดิ ปฏิกริ ยิ าไฮโดรลิซสิ กับน้า เพราะไม่มไี อออนทีจ่ ะ
รับหรอื ให้โปรตอนกับน้า ไดส้ ารละลายทีม่ ี pH = 7
แสดงสมบัติเป็นกลาง [H3O+] = [OH-]

123

ตวั อย่าง การละลายเกลอื NaNO3 ในน้า
NaNO3 (s) H2O Na+ (aq) + NO3- (aq)

124

ข. เกลือที่เกดิ จากกรดออ่ นเบสแก่

เชน่ CH3COONa, KCN, Na2CO3
เมื่อละลายน้าแลว้ ไอออนลบ(ไอออนของกรด
ออ่ น) จะเกิดปฏิกริ ิยาไฮโดรลิซิสกบั น้า ได้
OH- เพ่มิ ขึ้น สารละลายมี pH > 7 แสดง
สมบัตเิ ปน็ เบส

125

ตวั อย่าง การละลายเกลอื CH3COONa ใน
น้า

CH3COONa (s) H2O CH3COO- (aq) + Na+ (aq)

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

126

ค. เกลอื ทเี่ กิดจากกรดแกก่ ับเบสอ่อน

เชน่ NH4Cl , NH4NO3 เมือ่
ละลายน้า แลว้ ไอออนบวก(ไอออนของเบส
อ่อน) จะเกิดปฏกิ ิริยาไฮโดรลซิ ิสกบั น้า
ท้าให้เกดิ H3O+ เพม่ิ ขน้ึ ไดส้ ารละลายมี
pH< 7 แสดงสมบัตเิ ปน็ กรด

127

ตวั อยา่ ง การละลายเกลือ NH4Cl ในนา้

NH4Cl (s) H2O NH4+(aq) + Cl- (aq)

NH4+ (aq) + H2O(l) NH3 (aq)+ H3O+(aq)

128

ง. เกลอื ที่เกดิ จากกรดออ่ นเบสอ่อน

เชน่ NH4CN , NH4NO2 , CH3COONH4
เม่ือละลายนา้ จะแตกตัวใหไ้ อออนของกรดอ่อน
และเบสอ่อน ไอออนของกรดและเบสทง้ั คจู่ ะ
เกิดไฮโดรลซิ ิสกบั น้า สารละลายเหลา่ นี้จะแสดง
สมบตั เิ ป็นกรดหรอื เบส ใหพ้ จิ ารณาดังนี้

129

Ka ของกรดออ่ น = Kb ของเบสออ่ น --> สารละลายเป็นกลาง
Ka ของกรดออ่ น < Kb ของเบสออ่ น --> สารละลายเปน็ เบส
Ka ของกรดออ่ น > Kb ของเบสออ่ น --> สารละลายเปน็ กรด

130

ตัวอยา่ งที่ 1 การละลายเกลอื CH3C00 NH4ในน้า ดังน้ี

CH3C00NH4 (s)  NH4+(aq) + CH3COO-(aq)

NH4+(aq) + H2O(l) NH3(aq) + H3O+(aq)
Kb = 1.8x10-5

CH3COO-(aq)+H2O(l) CH3COOH(aq)+OH-(aq)
Ka = 1.8x10-5

เกลือของกรดออ่ นเบสออ่ น สารละลายมสี มบตั ิเปน็

กลาง เพราะ Kbของเบสออ่ น = Kaของกรดอ่อน

131

ตัวอยา่ งที่ 2 การละลายเกลือ NH4CN ในน้าดังนี้
NH4CN (s)  NH4+(aq) + CN-(aq)

NH4+ (aq) + H2O (l) NH3 (aq)+ H3O+(aq)
Kb = 1.8x10 -5

CN-(aq) + H2O(l) HCN (aq)+ OH- (aq)

Ka = 4.9 x10-10

เกลอื ของกรดออ่ นเบสอ่อน สารละลายมีสมบตั ิเปน็

เบส เพราะ Kb ของเบสอ่อน > Ka ของกรดออ่ น 132

ตารางท่ี 1 ตารางสรุปไฮโดรลซิ สิ ของเกลือ

ชนดิ ของเกลอื ตัวอย่าง ไอออนทเ่ี กดิ pH ของ
ไฮโดรลซิ สิ สารละลาย

เบสแก-่ กรดแก่ NaCl , BaCl2 ไม่เกดิ =7
เบสแก-่ กรดออ่ น CH3COONa,KNO ไอออนลบ >7

2 <7

เบสอ่อน-กรดแก่ NH4Cl, NH4NO3 ไอออนบวก = 7 ถา้ Ka = Kb>
เบสออ่ น-กรดออ่ น NH4NO2, NH4CN ไอออนบวก 7 ถา้ Ka< Kb< 7
ถ้า Ka >Kb
และไอออนลบ

133

กจิ กรรม 10.2
การทดลองสมบัติกรด – เบส

ของสารละลายเกลอื

134

ปญั หา

ไอออนแต่ละชนดิ ในสารละลายเกลอื
สง่ ผลตอ่ สมบตั คิ วามเปน็ กรด-เบสของ
สารละลายเกลืออย่างไร

135

จุดประสงค์

1. ทดลองเพือ่ ศกึ ษาสมบตั กิ รด-เบส
ของสารละลายเกลอื

2. ระบุสมบัติกรด-เบสของสารละลายเกลอื
จากอินดเิ คเตอร์

3. ระบชุ นิดของไอออนท่ีส่งผลต่อสมบัติ
กรด-เบสของสารละลายเกลอื

136

สมมติฐาน

ไอออนในสารละลายเกลือส่งผลท้าใหส้ ารสารละลาย
เกลือแต่ละชนดิ มี pHทแ่ี ตกต่างกนั

ตวั แปร

ตวั แปรต้น - NaCl, NH4Cl, CH3COONa
ตัวแปรตาม - pH ของสารละลาย
ตวั แปรควบคุม - ความเขม้ ข้นของสารละลาย อณุ หภูมิ

137

วธิ กี ารทดลอง

NaCl NH4Cl CH3COONa

เตมิ นา้
หลอดละ 5 ml
คนจนสารละสาย
เปน็ เนือ้ เดยี วกนั

หยดยนู ิเวอรซ์ ลั อนิ ดเิ คเตอรห์ ลอดละ 1 หยด เขย่า สงั เกตสแี ละ
เปรยี บเทยี บค่า pH กับแถบสียูนเิ วอรซ์ ัลอนิ ดเิ คเตอร์ บนั ทึกผล

138

การทดลองสมบัติกรด-เบส
ของสารละลายเกลอื

139

ผลการทดลอง

140

อภิปรายผลการทดลอง

จากการเปรียบเทยี บสขี องยูนิเวอรซ์ ัลอนิ ดิเคเตอร์ของ
สารละลาย NaCl และ NH4Cl พบวา่ สารละลาย NaCl ซ่งึ
แตกตัวให้ Na+ และ Cl- มสี มบัตเิ ปน็ กลาง ในขณะท่ี
สารละลายNH4Cl แตกตวั ให้ NH4+ และ Cl- มสี มบตั ิเป็น
กรด เนือ่ งจากสารละลายท้ังสองชนิดมี Cl-เหมอื นกนั แสดง
วา่ Na+ และ NH4+ เปน็ ไอออนทที่ ้าใหส้ มบัตกิ รด-เบสของ
สารละลายเกลอื ตา่ งกัน

141

จากการเปรยี บเทยี บสขี องยนู ิเวอร์ซัลอนิ ดเิ คเตอรข์ อง
สารละลาย NaCl และCH3COONa พบว่า สารละลาย NaCl
ซงึ่ แตกตัวให้ Na+ และ Cl- มีสมบัตเิ ป็นกลางในขณะท่ี
สารละลาย CH3COONa แตกตวั ให้ Na+ และ CH3COO- มี
สมบัติเป็นเบสเนื่องจากสารละลายท้งั สองชนิดมี Na+
เหมอื นกนั แสดงวา่ Cl- และ CH3COO- เปน็ ไอออนทที่ ้าให้
สมบัตกิ รด-เบสของสารละลายเกลอื ตา่ งกัน

142

จากผลการทดลองสารละลาย NaCl มสี มบตั ิ
เปน็ กลางแสดงว่า Na+ และ Cl-ไมส่ ง่ ผลต่อความ
เปน็ กรด-เบสของสารละลาย ดงั นั้นไอออนทส่ี ง่ ผล
ต่อความเปน็ กรด-เบสของสารละลาย NH4Cl และ
CH3COONa คอื NH4+ และ CH3COO- ตามลา้ ดับ

143

สรุปผลการทดลอง
เกลอื อาจมีสมบตั ิเป็นกลาง กรด หรือ
เบส โดยสารละลายเกลอื NaCl เป็นกลาง
สารละลาย NH4Cl เปน็ กรด สว่ นสารละลาย
CH3COONa เปน็ เบส

144

ตรวจสอบความเขา้ ใจหนา้ 33

จากกิจกรรม 10.2 ไอออนท่ีไดจ้ ากการละลายของเกลอื แตล่ ะ
ชนิดในน้าทา้ ปฏกิ ริ ยิ ากบั นา้ แตกต่างกันอย่างไร และสอดคล้องกับ
สมบตั ิกรด-เบสของสารละลายเกลอื อยา่ งไร

เกลอื โซเดยี มคลอไรด์ (NaCl) เมื่อละลายน้าแตกตัวให้
Na+ และ Cl- ซึ่งไอออนทง้ั สองชนิดไมส่ ามารถให้หรือรับ
โปรตอนจากนา้ ได้ จงึ ไมท่ ้าปฏิกิรยิ ากบั น้า สอดคลอ้ งกับสมบัติ
ของสารละลายเกลือ NaCl ซึง่ มีสมบตั เิ ป็นกลาง

145

เกลือแอมโมเนยี มคลอไรด์ (NH4Cl) เม่ือละลายนา้ แตกตัวให้

NH4+ และ Cl- NH4+ เป็นคกู่ รดของ NH3 ซึ่งเป็นเบสอ่อน NH4+

จงึ ใหโ้ ปรตอนกับน้าได้ H3O+ ดงั สมการเคมี

NH4+(aq) + H2O(l) NH3(aq) + H3O+(aq)

สอดคลอ้ งกบั สมบตั ขิ องสารละลายเกลอื NH4Cl ซง่ึ มสี มบตั ิ

เป็นกรดเกลอื แอมโมเนียมแอซีเตต (CH3COONa) เมอ่ื ละลายนา้ แตก

ตัวให้ Na+ และ CH3COO- ซ่ึงNa+ ไมส่ ามารถให้หรอื รบั โปรตอนจาก

น้าได้ ส่วน CH3COO- เปน็ คเู่ บสของ CH3COOH ซึง่ เป็นกรดออ่ น

CH3COO- จึงรบั โปรตอนจากน้าให้ OH- ดังสมการเคมี

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

สอดคล้องกับสมบตั ขิ องสารละลายเกลือ CH3COONa ซ่งึ มีสมบัตเิ ป็น

เบส 146

แบบฝกึ หัด 10.4

147

ความเขม้ ข้นของ H3O+และ OH-
กับความเป็นกรด-เบสของสารละลาย

148

pH ของสารละลาย

149

การค้านวณ pH และ pOH ของสารละลาย

ปี ค.ศ.1909
ซอเรน ปเี ตอร์ ลอริทซ์ ซอเรนเซน
(Soren Peter Lauritz Sorenson)
นกั ชวี เคมีชาวสวเี ดน ได้เสนอ
มาตรสว่ น pH

(power 0f hydrogen ions)

150