การแตกตัวของกรด เบส และน้ำ

การแตกตวั ของกรด เบส และนา้

Cl- H+

Na+ OH-

รปู 10.1 การนา้ ไฟฟา้ ของสารละลายบางชนดิ ที่มคี วามเขม้ ขน้ เทา่ กนั

การแตกตัวของกรดแก่และเบสแก่

กรดแกส่ ามารถแตกตวั เป็นไอออนในน้าไดม้ ากหรอื แตกตวั เปน็ ไอออน
ได้อย่างสมบรู ณ์ จงึ เกิดปฏกิ ิรยิ าไปข้างหนา้ เพยี งอยา่ งเดียว เช่น HX

HX(aq) H+(aq) + X-(aq)

HX H X-+ HX(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + X-(aq)

ตัวอย่างการแตกตัวเป็นไอออนของกรดแก่ เช่น สารละลายกรดไฮโดรคลอริก (HCI)
1.0 mol/L แตกตวั ใหค้ ลอไรด์ไอออน (CI-) 1.0 mol/L ไฮโดรเจนไอออน (H+) 1.0 mol/L

ความเขม้ ข้น HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq)
(mol/L)
1.0 0.0 0.0
เรมิ่ ต้น 0.0 1.0 1.0

สุดทา้ ย

เบสแก่ (BOH) สามารถแตกตัวเป็นไอออนในน้าได้มากจนถือว่าสมบูรณ์
เช่นเดียวกับกรดแก่ เช่น เบสแก่ BOH ในสารละลายจะมี B+ และ OH- โดยไม่มี
BOH เหลอื อยู่

BOH(aq) B+(aq) + OH-(aq)

BOH B+ OH-

ตัวอย่างการแตกตัวเป็นไอออนของเบสแก่ เช่น สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์
(NaOH) 0.1 mol/L แตกตัวใหโ้ ซเดียมไอออน (Na+) 0.1 mol/L และไฮดรอกไซด์
ไอออน (OH-) 0.1 mol/L ดังนี

ความเขม้ ขน้ NaOH(aq) Na+(aq) + OH-(aq)
(mol/L)
0.1 0.0 0.0
เริม่ ตน้ 0.0 0.1 0.1

สุดท้าย

กรดทวิภาคของธาตุแฮโลเจนและกรดออกซีหลายชนิดเป็นกรดแก่ ส่วนไฮดรอกไซด์
ของโลหะหมู่ IA และ IIA สว่ นใหญ่เป็นเบสแก่

กรดแก่ เบสแก่

HCl , HBr , HI , LiOH , NaOH , KOH
HNO3 , HCIO4 , Ca(OH)2 , Sr(OH)2 ,
H2SO4 , HCIO3 ,
Ba(OH)2

กรดแก่และเบสแก่แตกตัวเป็นไอออนในน้าได้มากจนถึงสมบูรณ์ จึงสามารถค้านวณ
ความเขม้ ขน้ ของสารชนิดต่าง ๆ ท่เี ก่ยี วขอ้ งได้

ตวั อยา่ ง

ถ้าตอ้ งการสารละลายท่ีมีความเขม้ ขน้ ของไฮโดรเจนไอออน (H+) และโบรไมด์ไอออน (Br-) ชนิดละ

0.60 โมลต่อลิตร จะต้องใชแ้ กส๊ ไฮโดรเจนโบรไมด์ (HBr) กี่โมล ละลายในน้าจนไดส้ ารละลาย ปริมาตร

2.0 ลติ ร

วธิ ที ้า เมื่อน้า HBr ซงึ่ เปน็ กรดแก่มาละลายในน้าจะแตกตัวเปน็ ไอออนไดส้ มบรู ณ์ ดังสมการเคมี

HBr(g) + H2O(l) Br-(aq) + H3O+(aq)

0.6 mol/L 0.6 mol/L 0.6 mol/L

หาจา้ นวนโมลของ HBr ในสารละลาย 2 L ไดด้ งั นี

จา้ นวนโมลของ HBr = 0.6 mol HBr x 2.0 L
1L
= 1.2 mol HBr
H+ Br-
ดงั นนั ตอ้ งใช้แกส๊ ไฮโดรเจนโบรไมด์ 1.2 โมล

ตวั อย่าง

สารละลายสตรอนเซียมไฮดรอกไซด์ (Sr(OH)2 ปริมาตร 0.40 ลิตร มีความเข้มข้นของไฮดรอกไซด์
ไอออน (OH-) 1.0 โมลตอ่ ลิตร ถา้ เติมน้าลงไปจนได้สารละลายปรมิ าตร 2.00 ลติ ร จงค้านวณจ้านวนโมล

และความเข้มข้นของสตรอนเชยี มไอออน (Sr2+) และไฮดรอกไซดไ์ อออน (OH-)

วิธีทา้ ค้านวณจ้านวนโมลของ Sr2+ และ OH-

Sr(OH)2 แตกตวั ให้ Sr2+ และ OH- ดงั นี
Sr(OH)2(aq) Sr2+ (aq) + 2OH-(aq)
จากความเขม้ ข้นของ OH- สามารถนา้ ไปค้านวณจา้ นวนโมลเริม่ ตน้ ของ Sr(OH)2 ได้ดังนี
1.0 mol OH− 1 mol Sr(OH)2
จา้ นวนโมลของ Sr(OH)2 = 1L x 0.4 L x 2.00 mol OH−

= 0.20 mol Sr(OH)2
นั่นคอื ในสารละลายปริมาตร 0.40 ลิตร มี Sr(OH)2 0.20 โมล

จากสมการเคมีจะเหน็ วา่ Sr(OH)2 1 โมล แตกตัวให้ Sr2+ 1 โมล และ OH- 2 โมล ดังนัน Sr(OH)2
0.20 โมล จะแตกตวั ให้ Sr2+ 0.20 โมล และ OH- 0.40 โมล

ค้านวณความเข้มขน้ ของ Sr2+ และ OH-

ความเข้มขน้ ของ Sr2+ = 0.20 mol Sr+ = 0.10 mol Sr2+/L
2.00 L

ความเขม้ ข้นของ OH- = 0.40 mol OH− = 0.20 mol OH-/L
2.00 L

ดงั นัน ในสารละลายปริมาตร 2.00 ลิตร มีความเข้มข้นของสตรอนเชียมไอออน 0.10 โมลต่อลิตร
และไฮดรอกไซดไ์ อออน 0.20 โมลต่อลติ ร

การแตกตวั ของกรดอ่อน

กรดออ่ นเมอื่ ละลายน้าจะแตกตัวเป็นไอออนไดบ้ างส่วน ถ้า HA เปน็ กรดออ่ น เมอ่ื HA แตกตัว
ในสารละลายจะมี H+ และ A- โดยยงั มี HA เหลืออยู่ และมีภาวะสมดุลเกิดขึน

HA(aq) ⇌ H+(aq) + A-(aq)

HA HA+ -HAHA+- HA(aq) + H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + A-(aq)

กรดออ่ นแตกตวั เป็นไอออนไดเ้ พียงบางส่วน การค้านวณความเขม้ ขน้ ของไอออนในสารละลาย
จงึ ตอ้ งทราบปริมาณของกรดท่ีแตกตัว

สารละลายกรดอ่อน HA เข้มข้น 1.00 mol/L แตกตัวได้ร้อยละ 5 หมายความว่า
ในสารละลายปริมาตร 1 L มีกรด HA อยู่ 1.00 mol เมื่อแตกตัวแล้ว ทีส่ มดุลจะมี A- และ H+
อยา่ งละ 0.05 mol นอกจากนี ยงั มี HA เหลอื อยู่ 0.95 mol

ความเข้มข้น HA(aq) ⇌ H+(aq) + A-(aq)
(mol/L)
1.00 0 0
เริ่มต้น
สุดทา้ ย 0.05 +0.05 +0.05
สมดลุ
0.95 0.05 0.05

ถ้าทราบจา้ นวนโมลของกรดออ่ นที่แตกตวั หรอื ทราบจ้านวนโมลของไอออนที่เกิดขึนกส็ ามารถค้านวณ
ร้อยละการแตกตวั ของกรดออ่ นได้ ดงั ตัวอย่าง

ตวั อย่าง

สารละลายกรดไฮโดรฟลออริก (HF) 0.5 โมลตอ่ ลิตร แตกตัวให้ไฮโดรเนียมไอออน (H3O+) 0.02

สโามรลลตะลอ่ าลยติ กรรดจไงฮคโดา้ รนฟวลณออรรอ้ ิกย(ลHะFก)าร0แ.5ตกโตมลวั ตข่ออลงิตกรรแดตHกตFวั ใหไ้ ฮโดรเนียมไอออน (H3O+) 0.02 โมลต่อลติ ร
จวงิธคีทานา้ วสณมรก้อยารลเะคกมารีแแสตดกงตกวั าขรอแงกตรกดตHวั ขFอง HF เปน็ ดังนี

HF(aq) + H2O(l) ⇌ F-(aq) + H3O+(aq)

ร้อยละการแตกตัวของ HF = 0.20 mol/L x 100
0.5 mol/L
=4

ดงั นนั กรดไฮโดรฟลูออรกิ แตกตัวรอ้ ยละ 4

การแตกตัวของกรดอ่อนในน้ามีสมดุลเกิดขึน จึงมีค่าคงท่ีสมดุลท่ีเรียกว่า
คา่ คงที่การแตกตวั ของกรด (acid dissociation Constant; Ka ) ดงั นี

HA(aq) + H2O(l) ⇌ A-(aq) + H3O+(aq)
[A−][H3O+]
Ka = [HA]

ค่าคงท่ีการแตกตัวของกรดบอกให้ทราบว่ากรดนันแตกตัวได้มากหรือน้อยเพียงใด โดยกรดท่ีมีค่า

Ka มากกว่าจะแตกตัวได้มากกว่าและเป็นกรดท่ีแรงกว่า ซึ่งค่า Ka และความแรงเป็นสมบัติเฉพาะ
ของกรดทีไ่ มข่ ึนกบั ความเข้มข้น

สารละลายกรดแอซีติก (CH3COOH) 0.50 โมลตอ่ ลติ ร มีไฮโดรเนยี มไอออน (H3O+) เขม้ ข้นเท่าใด

วธิ ีทา้ สมการเคมีแสดงการแตกตัวของ CH3COOH เป็นดงั นี
CH3COOH(aq) + H2O(l) ⇌ CH3COO-(aq) + H3O+(aq)

วิธที ำ สมกกา้ าหรเนคดมใแี หสด้ ∆งก[CารHแ3ตCกOตวั OขHอง] = -x mol/L เซป่ึงน็ นด้าังไนปี้ คา้ นวณความเขม้ ขน้ ทส่ี มดุลได้ ดงั ตาราง

CH3COOH

CH3คCวOามOเHข(้มaขq้น) +(mHo2Ol/(Ll)) ⇌CHC3CHO3COOHO(a-q(a) q+) +H2HO3(Ol)+(a⇌q) CH3COO-(aq) + H3O+(aq)

เร่มิ ตน้ 0.50 - 0 0

สดุ ท้าย -x - +x +x

สมดุล 0.50-x - x x

Ka = [CH3COO−][H3O+]
[CH3COOH]

แทนคา่ 1.80 x 10-5 = (x)(x)
0.50 − x

วCิธHที 3ำ(C0.O5ส0OมxxHก2า(1+รa.เ8คq(01ม).แี 8x+ส0ด1Hงx0ก2-า51O)ร0แ(--ตl5)()ก1xต⇌.วั8-ข09อ.Cงx0HC1xH031C-350OC)x-6OOO-(==aHq0เx)ป2+น็ ดHงั น3ี้O+(aq)
เนอ่ื งจากสมการนอี ยู่ในรปู ax2 + bx + c = 0 ซึ่งสามารถค้านวณค่า x ได้ดังนี

x = −b ± b2 − 4ac
2a

แทนค่า a = 1 b = 1.80 x 10-5 และ c = 9.0 x 10-6

x= 1.80 x 10−5± (1.80 x 10−5)2 − 4(1)(−9.0 x 10−6)
2(1)

= (1.80 x 10−5) ± (6.0 x 10−3)
2
วิธที ำ สมการเคมีแสดงการแตกตวั ของ CH3COOH เปน็ ดังน้ี
CH3COOH(aq) + H=2O3(.l0) x⇌10C-3Hแ3ลCะO-3O.0-(axq1)0+-3 H3O+(aq)

เม่อื แทนค่า x เท่ากับ -3.0 x 10-3 จะท้าให้ [CH3COOH] มากกวา่ ความเข้มข้นเริ่มต้น
ซ่งึ เป็นไปไม่ได้ x จึงมคี า่ เท่ากบั 3.0 x 10-3

ดงั นัน ความเขม้ ข้นของไฮโดรเนียมไอออนเป็น 3.0 x 10-3 โมลต่อลิตร

จากการค้านวณข้างต้นจะเห็นว่าความเข้มข้นของ H3O+ (3.0 x 10-3 mol/L)
น้อยมากเม่อื เทียบกบั ความเข้มข้นเร่ิมต้นของ CH3COOH (0.50 mol/L) ดังนัน
อาจประมาณได้ว่า 0.50 – x

วธิ ที ำ สมการเคมแี สดงการแตกตวั ขอKงaCH=3C[OCOH[3HCCHOเ3ปOCน็ O−ด]ังO[นHH้ี 3]O+]

CH3COแOทHนค(a่าq) + H2O1.(8l0) x⇌10C-5H3=COO0(.-5x(a0)(qx−)) + H3O+(aq)

x

x2 = 0.50 x 1.80 x 10-5

x = 3.0 x 10-3

การแตกตวั ของเบสอ่อน

เบสออ่ นเมอื่ ละลายน้าจะแตกตวั เปน็ ไอออนไดเ้ พยี งบางสว่ น เช่น แอมโมเนยี (NH3)
เมือ่ NH3 ละลายน้า ในสารละลายจะมี NH4+ และ OH- และทสี่ มดลุ ยังมี NH3

NH3 NHN4H+ N4+HO3OHH- -

การแตกตวั ของเบสออ่ นในน้ามีสมดลุ เกิดขนึ จึงมีค่าคงทสี่ มดุลท่ีเรียกว่า ค่าคงที่การแตกตัว
ของเบส (base dissociation Constant; Kb )

NH3(aq) + H2O(l) ⇌ NH4+(aq) + OH-(aq)
วธิ ที ำ สมการเคมแี สดงการแตกตวั ของ CHKb3CO=OH[NเปH็น[4ดN+ัง]นH[ี้O3]H−]

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

ในท้านองเดียวกบั กรดออ่ น ค่า Kb สามารถใชเ้ ปรยี บเทยี บความแรงของเบสออ่ น
โดยเบสท่ีมีค่า Kb มากกวา่ จะเปน็ เบสที่แรงกว่า

ตารางแสดงคา่ คงที่การแตกตวั ของเบสบางชนิด ที่อณุ หภูมิ 25 °C

เบส สมการเคมี Kb

เอทิลเอมีน (C2H5NH2) C2H5NH2(aq) + H2O(l) ⇌ C2H5NH3+(aq) + OH-(aq) 4.47 x 10-4
Cวธิ Hเแฟทีมอนี3ำทมCลิ ิลโOเมเออสOเมมนมีนHีนกียา(((ร(aCNCเคq6HHHม)33ีแ5N)+NสดHHHง22ก)2)าOรแ(ตlCNC)กH6HตH⇌33วั N5(ขNaอHqHCง2)(2HCa(+aH3qqCH)3)OC2+O+OOH(OHl-2()O2aHO⇌q(l(เ))ปl)N+น็⇌⇌ดHHงั 4นC+3Cี้(OHa63qH+N()5aHN+q3H+)O3(+aH(qa-()qa+)q+)OOH-H(a-(qa)q) 4.57 x 10-4
1.80 x 10-5
7.41 x 10-10

คา่ Kb และรอ้ ยละการแตกตัวยงั ใชค้ ้านวณความเขม้ ขน้ ของ OH- ในสารละลาย เบสออ่ นได้

สารละลายแอมโมเนยี (NH3) 0.20 โมลต่อลิตร มีร้อยละการแตกตัวเทา่ ใด

วธิ ที ้า ขนั ที่ 1 คา้ นวณความเข้มข้น OH- ในสารละลาย NH3 0.20 mol/L
สมการเคมแี สดงการแตกตัวของ NH3 เป็นดงั นี
NH3(aq) + H2O(l) ⇌ NH4+(aq) + OH-(aq)

วธิ ที ำ สกมา้ กหานรดเคใมหีแ้ ส∆ด[งNกHาร3แ]ต=กต-ัวxขmองoCl/HL3ซC่งึOนO้าไHปคเปา้ น็นดวงัณน้ีความเข้มขน้ ทส่ี มดลุ ได้ ดังตาราง

CH3COควOาHมเ(ขaม้ qข)น้ + H2O(l) ⇌ CH3COO-(aq) + H3O+(aq) NH4+(aq) + OH-(aq)
(mol/L)
NH3(aq) + H2O(l) ⇌

เร่ิมต้น 0.20 - 0 0

เปลีย่ นไป -x - +x +x

สมดลุ 0.20 - x - x x

Kb = [NH4+][OH−]
[NH3]

แทนค่า 1.80 x 10-5 = (x)(x)
0.20 − x

Cวธิ Hเทีน3ำ่ือCงOจสาOมกHกา(CKรaเคq=ม)แี +ส1ดH.ง8ก(200าO.ร2xแ(0ตl1))ก0ต⇌−ัว5ขอ1Cง.H1CH3xC31OC0OO4 Oซ-(ง่ึaHมqาเ)ปก+น็กดวHังา่ น3ี้1O0+0(0aqด)งั นนั จงึ ถอื วา่ 0.20 – x ≈ 0.20

ดังนนั x2 = 3.6 x 10-6
x = 1.9 x 10-3

ดงั นนั สารละลายแอมโมเนียมีไฮดรอกไซดไ์ อออน 1.9 x 10-3 โมลตอ่ ลติ ร

ขนั ที่ 2 ค้านวณร้อยละการแตกตวั ของ NH3

จากขนั ที่ 1 พบว่า NH3 0.20 mol/L แตกตัวให้ OH- 1.9 x 10-3 mol/L
จงึ สามารถคา้ นวณรอ้ ยละการแตกตวั ของ NH3 ได้ดงั นี

Cวธิ Hที 3ำCOสOมHกรา(อ้ รaยเคqลม)ะแี ก+สาดHรงแก2ตาOรกแ(ตตl)ัวกขต⇌อัวขงอNCง HHC3H3C3=OCOO01O-.(.29aH0qxเm)ป1+น็ o0ดl−Hงั/3นL3้ีO+(aq)

= 0.95
ดงั นนั รอ้ ยละการแตกตวั ของแอมโมเนียเทา่ กบั 0.95

ค่าคงที่การแตกตัวของกรดและเบสเป็นค่าเฉพาะไม่ขึนกับความเข้มข้นซึ่งใช้ในการ
เปรียบเทียบความแรงของกรดและเบสได้ ในขณะท่ีร้อยละการแตกตัวของกรดและเบส
เปลี่ยนแปลงตามความเข้มข้นความเข้มข้นของสารส่งผลต่อร้อยละการแตกตัวของกรดหรือเบส
อย่างไร ศึกษาไดจ้ ากกิจกรรมตอ่ ไปนี

วิธที ำ สมการเคมีแสดงการแตกตัวของ CH3COOH เปน็ ดงั นี้
CH3COOH(aq) + H2O(l) ⇌ CH3COO-(aq) + H3O+(aq)

กจิ กรรมท่ี 10.1 ร้อยละการแตกตวั ของกรดและเบส

จดุ ประสงค์ของกิจกรรม

1 ค้านวณและเปรียบเทียบร้อยละการแตกตวั ของกรดอ่อนหรอื เบสอ่อนใน
สารละลายท่มี ีความเข้มขน้ เท่ากัน

2 ค้านวณและเปรียบเทียบร้อยละการแตกตัวของกรดอ่อนหรือเบสอ่อน
ในสารละลายทีม่ ีความเขม้ ขน้ ตา่ งกนั

วธิ กี ารทดลอง

ตอนท่ี 1

ค้านวณและเปรียบเทียบร้อยละการแตกตัวของเอทิลเอมนี (C2H5NH2) แอมโมเนีย

วCธิ Hที 3ำCต(ONอสOHนม3ทHก)ี่า(2แรa1เลคq.ะม)ฟคีแ+้าสีนนดิลHงวเกอ2ณาOมรรนีแ(้อตl)(กยCตล⇌6วั Hะขก5อNCางรHHCแ2H3)ตC3กใOCนตOสOัวาOข-ร(อaลHงะqกลเ)ปรา+็นดยดทแHงั ่ีมอน3คีี้ซOวีต+าิ(กมaเ(qขC)ม้ Hข3้นCชOนOิดHล)ะ 0.50 mol/L
ในสารลายท่ีมี

ความเขม้ ขน้ 0.050 0.10 0.50 และ 1.0 mol/L

2. เขียนกราฟแสดงรอ้ ยละการแตกตัวกับความเขม้ ขน้ ของ CH3COOH ทม่ี ี
ความเข้มขน้ 0.050 0.10 0.50 และ 1.0 mol/L

ผลการทา้ กิจกรรม

ร้อยละการแตกตวั ของ C2H5NH2
ขันท่ี 1 คา้ นวณความเข้มขน้ ของ OH-
วCิธHีทส3ำCมOกสาOมรHกเคา(รมaเคqแี ม)สแีCด+ส2ดงHHงกก52าNาOรรHแแ(ตlต2)ก(กตa⇌ตวัqขัว)อขCง+อHCงHH3C2C3OOC2HO(Ol5)O-N(aHH⇌q2เ)ปเ+็นปCด็นHัง2นHด3ี้O5ังNน+(Hี a3q+)(aq) + OH-(aq)

กา้ หนดให้ ∆[C2H5NH2] = -x mol/L ซึง่ น้าไปคา้ นวณความเข้มขน้ ท่สี มดุลได้ดังตาราง

ความเข้มข้น C2H5NH2(aq) + H2O(l) ⇌ C2H5NH3+(aq) + OH-(aq)
(mol/L)

วธิ ที ำ สเมรกิม่ าตรน้เคมแี สดงการแตกตวั 0ข.อ5ง0CH3COOH เป็นด-งั นี้ 0 0
+x +x
CH3COOH(aq) + H2O(l) ⇌ CH3COO-(aq) + H3O+(aq)

เปล่ยี นไป -x -

สมดลุ 0.50 - x - xx

จากตาราง 10.3 ค่า Kb ของ C2H5NH2 เทา่ กับ 4.47 × 10-4

ขนั ที่ 2 คา้ นวณรอ้ ยละการแตกตัวของ C2H5NH2

ร้อยละการแตกตวั ของ C2H5NH2 = 1.5 × 10−2 mol/L x 100
0.50 mol/L

วิธีทำ สมการเคมีแสดงการแตกตัวของ CH3COOH=เป3น็ .ด0ังน้ี
CดHัง3นCันOOรอ้Hย(aลqะก) า+รHแต2Oกต(lวั) ข⇌องเCอHท3ลิ CเอOมOีน-(เทaqา่ ก) บั+ H3.30O+(aq)

Kb = [C2H5NH3+][OH−]
[C2H5NH2]

แทนค่า 4.47 × 10-4 = (x)(x)
0.50 − x

วCิธHเ0ีทน.35ำื่อC0งOจ–สาOมxกHก≈า(CKรa0เคq.5=ม)0แี +ส4ดH.ง4ก27าO0ร×.แ(5ตl0)1ก0ต⇌−ัวข4อCง=HCH31C.31OCOxOO1-(0aH3qเซ)ป่ึง+น็ มดาHังกน3กี้Oว+่า(a1q0)00 จึงใช้การประมาณค่าได้จึงถือว่า

ดงั นนั x2 = 4.47 × 10-4 x 0.50
x = 1.5 x 10-2

ดังนนั สารละลายเอทลิ เอมนี มคี วามเข้มขน้ ของไฮดรอกไซดไ์ อออน 1.5 × 10-2 โมลตอ่ ลติ ร

รอ้ ยละการแตกตวั ของ CH3COOH ในสารละลายเข้มขน้ 0.050 mol/L
ขันที่ 1 คา้ นวณความเขม้ ข้นของ H3O+
วCิธHที จส3ำามCกกOตาสOารมรเHกคาา(มรงaเีแคq1มCส)0แี ดH+.ส2ง3ดHกCงคกา2Oา่าOรรOแแK(ตlตHa)กก(ขตa⇌ตัวอqขวั งอ)ขCงC+อHCHงHH33CC3C2OCOHOOO3(OClO)-(OHaH⇌Oqเเท)Hปา่+น็ กเดCปHงับั Hน็น3้ี3O1ดC.งั+8O(น0aOี q×-)(a1q0)-5+ H3O+(aq)

ก้าหนดให้ ∆[CH3COOH] = -x mol/L ซ่งึ การคา้ นวณรอ้ ยละการแตกตัวเป็นดังนี

ความเข้มข้น CH3COOH(aq) + H2O(l) ⇌ CH3COO-(aq) + H3O+(aq)
(mol/L)
0
วธิ ีทำ สมการเคมแี สดงการแตกตวั ของ CH3COOH เป็นดังน้ี +x

CH3COOเรH่มิ (ตaน้ q) + H2O(l) ⇌0.05C0H3COO-(aq) +- H3O+(aq) 0

เปลย่ี นไป -x - +x

สมดุล 0.050 - x - x x

Ka = [CH3COO−][H3O+]
[CH3COOH]

แทนค่า 1.80 × 10-5 = (x)(x)
0.050 − x

วCิธHทีเ0น3.ำ0Cือ่ 5งO0จสOาม–กHกxา(รCKa≈เคq0ม=).แี 0+ส51ดH0.ง8ก200าOร.×0แ(ตl5)1ก00ต⇌−วั ข5อCง=HCH23C.38OCxOO1O-0(aH3 qซเ)ป่ึงม+็นาดHกงั นก3ี้Oวา่ +(1a0q0)0 จงึ ใช้การประมาณค่าได้จึงถือว่า

ดังนัน x2 = 1.80 × 10-5 x 0.050
x = 9.5 x 10-4

ดงั นัน สารละลายกรดแอซตี กิ มีความเขม้ ขน้ ของไฮโดรเนียมไอออน 9.5 × 10-4 โมลต่อลิตร

ขนั ที่ 2 คา้ นวณร้อยละการแตกตัวของ CH3COOH

ร้อยละการแตกตวั ของ CH3COOH = 9.5 × 10−4 mol/L x 100
0.050 mol/L

วิธีทำ สมการเคมีแสดงการแตกตัวของ CH3COOH= 1เป.9็นดังนี้
CHด3ังCนOนั OรH้อย(aลqะก)า+รแHต2กOต(ัวlข)อ⇌งกรดCแHอ3ซCตี Oกิ Oใน-(สaาqรล)ะ+ลาHย3เOข้ม+(ขaน้ q0).050 โมลตอ่ ลติ ร เท่ากบั 1.9

การแตกตวั ของน้า

น้าเปน็ โมเลกุลโคเวเลนต์มีขัว ซึ่งแตกตัวให้ H3O+ และ OH- น้อยมาก ดงั สมการเคมี
H2O(l) + H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + OH-(aq)

วธิ ที ำ สมการเคมแี สดงการแตกหตรัวขอื อง2CHH2O3C(lO)O⇌H เปH็นด3งัOน+้ี (aq) + OH-(aq)
CดHังน3Cนั OคOา่ Hคง(aทqก่ี )า+รแHต2กOต(วั l)ขอ⇌งนCา้ H(w3CaOteOr-(daiqss)o+cHia3tOio+n(acqo)nstant; Kw) แสดงไดด้ ังสมการ

Kw = [H3O+ ][OH-]

จากการทดลองพบว่า Kw ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส เท่ากับ 1.0 x 10-14 และมีค่ามากขึน
เมื่ออุณหภูมิสูงขึน จากสมการการแตกตัวเป็นไอออนของน้าจะเห็นว่าแตกตัวให้ H3O+ และ OH-
ในจ้านวนโมลทีเ่ ท่ากัน จงึ ท้าใหค้ วามเขม้ ขน้ ของ H3O+ และ OH- มีคา่ เท่ากนั ดังนัน

Kw = [H3O+ ]2 = [OH-]2
Cวธิ Hที 3ำCOสOมHกา(รaเคqม)ีแ+สดHงก2าOรแ(ตl)กต⇌วั หขรอCงือHCH3C3[OCHOO3OO-(aH+q]เ[)ปO+็นHดHัง-น]3ี้O=+(aq)Kw

ทอ่ี ุณหภูมิ 25 °C [H3O+ ][OH-] = 1.0 x 10−14
[H3O+ ][OH-] = 1.0 x 10-7

แสดงว่าทอี่ ณุ หภูมิ 25 องศาเซลเซียส นา้ มคี วามเขม้ ข้นของ H3O+ และ OH- เทา่ กนั คอื 1.0 x 10-7

ความสัมพนั ธ์ระหว่าง Ka Kb และ Kw

ค่าคงท่ีการแตกตัวของคู่กรด-เบส (Ka และ Kb) มีความสัมพันธ์กับค่าคงท่ีการแตกตัวของน้า
(Kw) ซ่งึ สามารถพจิ ารณาได้จากคา่ คงที่การแตกตวั ของ CH3COOH, CH3COO- และ H2O ดงั ต่อไปนี

CH3COOH(aq) + H2O(l) ⇌ CH3COO-(aq) + H3O+(aq)…(1) : Ka = [CH3COO−][H3O+]
[CH3COOH]
วิธที ำ สมการเคมีแสดงการแตกตวั ของ CH3COOH เป็นดังน้ี
: Kb = [CH3COOH][OH−]
CCHH33CCOOOO-H(a(qa)q+) +H2HO2(Ol)(l⇌) ⇌CHC3HCO3COOHO(a-(qa)q+) O+HH-(3aOq+)(…a(q2)) [CH3COO−]

รวมสมการ (1) กบั (2) 2H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + OH-(aq)...(3) : Kw = [H3O+][OH-]

สมการการแตกตวั ของนา้ ไดจ้ ากผลรวมสมการการแตกตัวของ CH3COOH และ CH3COO-
เขา้ ดว้ ยกนั ดงั นนั Kw มีคา่ เทา่ กับผลคูณของ Ka และ Kb ดังนี

Kw = Ka • Kb = [CH3COO−][H3O+] • [CH3COOH][OH−] = [H3O+][OH-]
[CH3COOH] [CH3COO−]

CวธิจHถีทะ้า3ำสทCารOมาสาOบมรคHถกา่ าค(รaา้Kเคนqaมว)ขแีณอ+สงคดHกงา่ กร2KาดOรaจแ(ะขตl)สอกาตง⇌มคัวขา่กู อรรCงถดคHCไดา้H3น้Cโ3วดOCณยOOอคOา-า่ (ศaHKยั qbคเ)ปวข+น็าอดมงHังสคน3ัมู่เ้ีOบพส+ันไ(ธดa์ต้qใ่อน)ไทปานงี กลบั กนั ถา้ ทราบค่ Kb ของเบส

Kb = Kw Ka = Kw
Ka Kb