กรดและเบส

M1 , M2 = ความเขม้ ขน้ ของสารละลายจาก
กรด หรอื เบสตามลา้ ดบั (mol dm3-)
V1 ,V2 = ปรมิ าตรของสารละลายกรดและ
เบส

ตามลา้ ดับ มีหนว่ ยสอดคลอ้ ง เช่น
มีหน่วยเปน็ cm3เหมือนกนั

251

2. การไทเทรตกรด-เบสไม่พอดี 252

1. กรดแก่+เบส --> กรดแกเ่ หลอื
[H3O+] = xCAVA – yCBVB

Vรวม

2. กรด+เบสแก่ --> เบสแก่เหลอื
[OH-] = yCBVB– xCAVA

Vรวม

2. เหลือกรดออ่ น เบสอ่อน เกลือของกรดอ่อน

หรอื เบสออ่ น)

สารละลายน้นั จะเปน็ บฟั เฟอร์
[H3O+] = Ka [กรด]

[เกลอื ]

[OH-] = Kb [เบส]
[เกลอื ]

253

ตัวอยา่ ง

สารละลาย HCl เขม้ ขน้ 1.0M
จ้านวน50 cm3 เมอื่ ไทเทรตดว้ ย
สารละลาย NaOH 1.0 M จ้านวน
50.01 cm3 จงหา pH ของสารละลาย
ผสม

254

วิธที ้า

1. หาโมลของกรดและเบส

โมลของHCl = MV = 1.0x50

1000 1000

= 0.05 mol

โมลของNaOH = MV = 1.0x50.01

1000 1000

= 0.05001 mol

255

2. เทยี บโมลท่หี าไดก้ ับสมการ

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

จากสมการ HCl ท้าปฏิกิรยิ าพอดกี บั NaOH = 1 โมล
 HCl 0.05 โมล ท้าปฏิกริ ยิ าพอดี NaOH 0.05 โมล
เหลือ NaOH = 0.05001 – 0.05 = 1.0 x 10-5 โมล

เนอื่ งจาก NaOH เปน็ เบสแก่แตกตวั 100%
NaOH 1.0 x 10-5 โมล แตกตวั ให้

OH- = 1.0 x 10-5 โมล

256

3. หา pH ของสารละลายผสม

ปริมาตรของสารละลายท้ังหมด = 100.01 cm3

[OH-] = 1.0x10-5 x 1000= 1.0 x 10-4 M

100.01

[H3O+][OH-] = 1.0 x 10-14 1.0 x 10-10 M
[H3O+] = 1.0 x 10-14 =
257
1.0 x 10-4

pH = - log[H3O+]

= - log [1.0 x 10-10]

= 10

258

Ex.19

สารละลาย Ba(OH)2 จา้ นวน 40 cm3
ไทเทรตพอดกี ับสารละลาย HCl เขม้ ขน้ 0.01 M
จา้ นวน 10 cm3 สารละลาย Ba(OH)2 มคี วาม
เข้มข้นเท่าใด

259

Ex.20

ถา้ ให้สารละลาย NaOH เข้มข้น 0.10
mol/dm3 จา้ นวน 30 cm3 ทา้ ปฏกิ ริ ยิ ากบั
สารละลาย CH3COOH เข้มข้น 0.10 mol/dm3
จานวน 50 cm3 สารละลายผสมมี pH เทา่ ใด
(Ka ของ CH3COOH = 1.8 x 10-5)

260

Ex21. น้าส้มสายชมู ี CH3COOH ละลายอยู่
ถ้านาน้าสม้ สายชมู าไทเทรตกบั สารละลาย
NaOH เขม้ ขน้ 0.5 M 20 cm3พบวา่ ใช้
น้าส้มสายชู 10cm3 จงหาความเขม้ ขน้ ของ
CH3COOH และรอ้ ยละโดยมวลตอ่
ปริมาตรของ CH3COOH ในน้าส้มสายชู
ตวั อยา่ ง

261

Ex22. ยาลดกรดชนิดหน่ึงมี Mg(OH)2 ผสมแปง้ ถา้
นายาลดกรดชนิดน้ี 0.10 กรมั มาไทเทรตด้วย
สารละลายกรด HCl 0.1 M เม่อื ถงึ จุดยตุ ปิ รากฏว่า
ตอ้ งใชก้ รด 10 cm3 จงหาวา่ ในยาลดกรด 1 กรมั มี
Mg(OH)2ผสมอย่เู ทา่ ใด

262

อนิ ดิเคเตอร์กับการไทเทรตกรดเบส

การเลอื กใช้อินดเิ คเตอรท์ เ่ี หมาะสมส้าหรบั การไทเทรต
กรด-เบส ควรเลือกใช้อินดิเคเตอรท์ ม่ี ชี ว่ ง pH ของการเปลยี่ นสี
ตรงกบั pH ของสารละลายของผลติ ภัณฑ์ นอกจากนย้ี งั พจิ ารณา
ได้จากกราฟของการไทเทรตกรด-เบสโดยดูชว่ งของการเปลยี่ น
pH ตรงสว่ นทช่ี นั ทสี่ ดุ วา่ มคี า่ เทา่ ไร แล้วจงึ ดตู าราง pH ของอินดิ
เคเตอร์ และเลอื กอนิ ดเิ คเตอรท์ เี่ ปลี่ยนสีในชว่ ง pH น้ัน ดงั
ตวั อยา่ งในตารางท่ี 2

263

การไทเทรตระหวา่ งกรดกบั เบสชนดิ ตา่ งๆ กันกบั การเลือก
อนิ ดิเคเตอร์

ชนดิ ของกรด pH ของ ชว่ ง pH อนิ ดิเคเตอร์ทไ่ี ทเทรต
กบั เบส สารละลาย ท่จี ะเลอื ก
เลอื กใช้ท่ี ผลติ ภัณฑ์ อินดเิ คเตอร์

น้ามาไทเทรต เมือ่ ถงึ จดุ
สมมลู

กรดแกก่ ับ =7 3-11 เมทิลออเรนจ์ (3.1-4.4 )
เบสแก่ บรอมไทมอลบลู (6.0-8.0)
ฟีนอลฟ์ ทาลนี (8.3-10.0)

กรดออ่ นกบั >7 7-11 ฟีนอลฟ์ ทาลนี (8.3-10.0)
เบสแก่
264

การไทเทรตระหวา่ งกรดกบั เบสชนิดต่างๆ กนั กับการเลือก

อินดิเคเตอร์ ช่วง pH อินดิเคเตอร์ท่ีไทเทรต
ที่จะเลอื กอินดเิ ค
pH ของ
ชนดิ ของกรด เตอร์

สารละลาย
กบั เบส

ผลติ ภัณฑ์
เลอื กใช้ที่

เม่อื ถึงจุด
นา้ มาไทเทรต

สมมลู

กรดแกก่ บั < 7 3-7 เมทิลออเรนจ์ (3.1-4.4)
เบสออ่ น

กรดออ่ นกบั บอกไมไ่ ด้ อาจจะอยูใ่ นชว่ งกรด เลือกอนิ ดเิ คเตอรย์ าก
เบสออ่ น
ขึน้ อยูก่ บั ชนดิ กบั เบส ขึ้นอยูก่ บั ถา้ หลกี เลย่ี งการ

ของกรดหรอื ชนิดของกรดออ่ นเบส ไทเทรตไดจ้ ะเปน็ การดี

เบส ออ่ นทใ่ี ช้ 265

สารละลายบัฟเฟอร์ (Buffer solution)
คอื สารละลายที่สามารถควบคมุ ค่า pH

ไว้ไดเ้ กอื บคงทเ่ี มือ่ เติมกรดหรอื เบสลงไป
เล็กน้อย

266

สารละลายบฟั เฟอร์
เปน็ สารละลายผสม เชน่

- กรดอ่อนผสมเกลอื กรดอ่อน หรอื
- เบสออ่ นผสมกับเกลอื เบสอ่อน
(เป็นคกู่ รด- เบสกัน เชน่
CH3COOH กับ CH3COO- , NH4+ กบั NH3)

267

ประเภทของสารละลายบฟั เฟอร์
ก. สารละลายของบัฟเฟอรข์ องกรดอ่อนกบั เกลอื

ของกรดออ่ น มี pH< 7 มสี มบัติเปน็ กรด เช่น

กรดอ่อน เกลอื ของกรดออ่ น สารละลายบัฟเฟอร์
CH3COOH CH3COONa CH3COOH +CH3COONa
HCOOH HCOONa HCOOH + HCOONa

HF KF HF +KF
HCN KCN HCN+KCN

268

ข. สารละลายบฟั เฟอรข์ องเบสอ่อนกบั เกลอื ของ
เบสอ่อน มี pH > 7 มคี ณุ สมบัติเปน็ เบส เช่น

เบสออ่ น เกลอื ของเบสออ่ น สารละลายบัฟเฟอร์

NH3 (aq) NH4Cl NH3 (aq) + NH4Cl
NH4OH NH4NO3 NH4OH + NH4NO3
Fe(OH)2 FeCl2 Fe(OH)2 + FeCl2
N2H4 (aq) N2H5+ (aq) N2H4 + N2H5+

269

การพจิ ารณาปฏกิ ิริยาของสารละลายบัฟเฟอร์
ก. ปฏกิ ิรยิ าระหวา่ งกรด-เบส

ถ้าหลงั เกิดปฏิกิรยิ าเหลอื กรดหรอื เบสอ่อน และ
ผลติ ภณั ฑเ์ กลือของมนั ระบบจะเป็นสารละลาย
บฟั เฟอร์ เช่น

กรดออ่ น (เหลือ) + เบส  เกลือของกรดออ่ น + น้า
(เกิดขน้ึ )

สารละลายบฟั เฟอร์

270

กรดอ่อน (เหลือ) + เบส  เกลือของกรดอ่อน + น้ำ
(เกดิ ขนึ้ )

สำรละลำยบัฟเฟอร์

ตวั อย่าง

CH3COOH(aq)+ NaOH(aq)  CH3COONa(aq)+ H2O(l)
HCl(aq)+ NH3(aq)  NH4Cl(aq)

271

ข. ปฏกิ ริ ยิ าระหว่างเบสกับเกลอื แอมโมเนยี

ถา้ หลังปฏิกริ ยิ าเหลอื เกลอื แอมโมเนียม
และผลิตภัณฑค์ ือสารละลายแอมโมเนยี ระบบจะ
เป็นสารละลายบฟั เฟอร์ เช่น

เบส + เกลือแอมโมเนียม  NH3(aq) + น้า + เกลอื
(เหลือ) (เกิดข้นึ )

สำรละลำยบฟั เฟอร์

272

ตวั อย่าง

NaOH (aq)+NH4Cl (aq)  NH3(aq) + H2O(l) + NaCl (aq)
(เหลือ) (เกดิ ขึ้น)

สารละลายบัฟเฟอร์

273

ค. ปฏิกริ ยิ าระหว่างกรดแก่กับเกลอื ของกรดออ่ น

ถา้ หลงั เกิดปฏกิ ริ ยิ าเหลอื เกลอื ของกรดอ่อน
และผลิตภัณฑ์ชนิดหนึ่ง คอื กรดอ่อน ระบบจะ
เปน็ สรละลายบัฟเฟอร์ เช่น

กรด + เกลือของกรดออ่ น  กรดออ่ น + เกลอื
(เหลอื ) (เกดิ ขนึ้ )

สำรละลำยบฟั เฟอร์ 274

ตวั อย่ำง

HCl (aq) + CH3COONa (aq)  CH3COOH (aq) + NaCl (aq)
(เหลือ) (เกดิ ขนึ้ )

สารละลายบัฟเฟอร์

275

การค้านวณ pH ของสารละลายบัฟเฟอร์
ก. สารละลายบฟั เฟอรก์ รด
เชน่ กรดอะซติ ิกและเกลืออะซเิ ตต จากการ
แตกตัวของกรดอะซิตกิ ไดส้ มการดงั นี้

HOAc +H2O H3O+ + OAc-

Ka = [H3O+][OAc- ] [H3O+] =Ka[HOAc]

[HOAc] [Oac- ]

276

หรือ [H3O+] = Ka . [กรด]
[เกลือ]

สูตรการหาคา่ pH ของสารละลายบฟั เฟอร์กรด

pH = pKa - log [กรด]
[เกลือ]

ถ้ากรดหรือเกลอื มคี วามเข้มขน้ เทา่ กนั จะได้ pH = pKa

277

ข. สารละลายบฟั เฟอร์เบส

เชน่ แอมโมเนยี และเกลือแอมโมเนยี มคลอไรด์ จากการ
แตกตัวของแอมโมเนยี ได้สมการดังน้ี

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

Kb = [NH4+][OH-] [OH-] = Kb. [NH3]
[NH3] [NH4+]

278

หรือ [OH-] = Kb . [เบส]
[เกลอื ]

สูตรการหาค่า pOH ของสารละลายบัฟเฟอรเ์ บส

pOH = pKb - log [เบส]
[เกลอื ]

ถา้ เบสหรอื เกลอื มีความเขม้ ขน้ เทา่ กนั จะได้ pOH = pKb

279

ตัวอย่าง
จงหาคา่ pH ของสารละลายตอ่ ไปน้ี
ก. สารละลายCH3COOH เขม้ ข้น 0.1 M จา้ นวน 1

dm3 ท่ีมี CH3COONa 0.08 M
Kaของ CH3COOH = 1.8x10-5

280

วธิ ที ้า
ขอ้ ก เน่อื งจากเป็นสารละลายบฟั เฟอรก์ รด

[H3O+] = Ka . [กรด]
[เกลือ]

281

[ H3O+] = 1.8x10-5 x 0.1 = 2.25 x 10-5
0.08

pH = - log[H3O+]
= - log (2.25x10-5)
= 5 – log2.25
= 4.65

282

ข. จะตอ้ งใช้ Ca(OH)2 กก่ี รมั ในน้า 100
cm3 ในการสะเทนิ HCl 0.2 โมลใน
สารละลาย 100 cm3 และเกิดเกลือเขม้ ขน้
กmี่ ol/dm3

283

วธิ ที า้ หามวลCa(OH)2
aโมลกรด HCl = bโมลเบส Ca(OH)2
1 x 0.2 = 2 x (g/M)
= 2 x (g/74)

มวลของCa(OH)2 = 0.2 x 74 = 7.4
2

284

หาความเขม้ ขน้ ของเกลอื CaCl2
Ca(OH)2(aq) + 2HCl(aq)  CaCl2(aq) + 2H2O(l)

1/2 โมลของHCl = โมลของเกลือ CaCl2
(1/2) x 0.2 = M x 200
1000
[CaCl2] = 1000 x 0.2
400
= 0. 5 mol/dm3

285

ค. จงหา pH ของสารละลายผสม
ระหว่าง NaOH 0.1 M จ้านวน
150cm3 กับสารละลาย CH3COOH 0.1
M จ้านวน 250 cm3 (Ka ของ
CH3COOH = 1.8 x 10-5)

286

หาโมลของ NaOH และ CH3COOH
โมล NaOH = MV = 0.1 x 150

1000 1000
= 0.015 mol

287

โมลCH3COOH = 0.1 x 250 = 0.025
1000

โมลของNaOH หมดเหลือโมลของ CH3COOH
= 0.025 – 0.015 = 0.01โมล

เกิดเกลือ CH3COONa = 0.015 โมล

288

หา [CH3COOH] = โมล x 1000 = 0.01 x 1000
Vรวม (150 + 250 )

= 0.025 mol/dm3
หา[CH3COONa] = 0.015 x 1000

400
= 0.0375 mol/dm3

289

เนือ่ งจากสารละลายท่ไี ด้เป็นบัฟเฟอร์
หา [H3O+] = Ka [กรด]
[เกลือ]

[H3O+] = 1.8 x 10-5 x 0.025
0.0375

= 1.2 x 10-5
pH = - log[H3O+]

290

pH = - log(1.2 x 10-5)
= 5 - log 1.2
= 5 – 0.079
= 4.92

291

กจิ กรรม 10.5 การทดลองการเปลยี่ นแปลง
pH ของนา้ และสารละลายผสมระหว่างกรด

แอซีติกและโซเดยี มแอซีเตต

292

ปญั หา

pH ของนา้ และสารละลายผสมระหวา่ งกรด
แอซตี ิกและโซเดียมแอซเี ตต เหมือนกันหรอื
แตกต่างกันอย่างไร

293

จดุ ประสงค์

1. ทดลองเพอ่ื ศกึ ษาการเปลย่ี นแปลง pH ของนา้ และ
สารละลายผสมระหว่างกรดแอซตี ิกและโซเดยี มแอซีเตต

2. เปรียบเทยี บการเปล่ียนแปลง pH ของนา้ และ
สารละลายผสมระหวา่ งกรดแอซตี ิกและโซเดยี มแอซเี ตต

294

สมมติฐาน

pH ของนา้ และสารละลายผสมระหวา่ งกรดแอซตี กิ
และโซเดยี มแอซีเตตนา่ จะมีค่า pH ทีแ่ ตกต่างกัน

ตัวแปร

ตวั แปรต้น : สารละลายผสม, นา้
ตวั แปรตาม : pH ของสารละลาย, pH ของนา้
ตวั แปรควบคุม : ปรมิ าณของสารละลาย, ความเข้มขน้

295

วธิ ที า้ กิจกรรม

296

ผลการทา้ กิจกรรม

สาร H2O CH3COOH+
7 CH3COONa
สขี องสารละลาย
เมือ่ หยดยูนเิ วอร์ 5
ซลั อินดเิ คเตอร์

pH

297

สาร H2O CH3COOH+
CH3COONa
สขี องสารละลาย
เมื่อเติม HCl

pH 1-2 5

298

สาร H2O CH3COOH+
CH3COONa
สขี องสารละลาย
เม่ือเตมิ NaOH

pH 13 5

299

อภปิ รายผลการทา้ กจิ กรรม

เมอ่ื เติม HCl ลงในนา้ พบวา่ คา่ pH ลดลงจาก 7 เปน็
ประมาณ 1–2 แต่เมื่อเตมิ HClลงในสารละลายผสมระหว่าง
CH3COOH และ CH3COONa พบวา่ ค่า pH คอ่ นขา้ งคงทที่ ี่
pH 5

เมอื่ เตมิ NaOH ลงในน้าพบวา่ คา่ pH เพ่มิ ขนึ้ จาก 7
เปน็ 13 แตก่ ารเตมิ NaOH ลงในสารละลายผสมระหว่าง
CH3COOH และ CH3COONa พบวา่ คา่ pH ค่อนข้างคงทที่ ี่
pH 5

300