Understanding The
ACID-BASE
เคมี 4
ครอู ัครวิชญ์ พวิ งษง์ าม
กลมุ่ สาระการเรียนร้วู ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โรงเรยี นไตรมติ รวิทยาลยั
ชือ่ -สกลุ หอ้ ง เลขท่ี
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หน้า 1
1. ทฤษฎีกรด – เบส 5. การคำณวนหาค่า pH , pOH , [H+] , [OH-]
2. ชนิดของกรด – เบส 6. อนิ ดิเคเตอร์
3. การแตกตัวของกรด – เบส นำ้ (Ka, Kb, Kw) 7. การไทเทรต
4. สมบัตเิ กลือ 8. สารละลายบัฟเฟอร์
1. ทฤษฎกี รด – เบส
1.1 ทฤษฎีของอาร์รเี นียส (Arrhenius Theory)
กรด (Acid) คอื สารท่ีละลายน้ำแล้วแตกตัวให้ H+ หรอื H3O+ ไอออน
เชน่ HCl (aq) H+ (aq) + Cl- (aq)
H2SO4 (aq ) 2H+ (aq) + SO42- (aq)
ไฮโดรเจนไอออน (H+) ไม่ไดอ้ ย่เู ป็นอิสระในนำ้ แต่จะรวมตวั กบั นำ้ (H2O) กลายเปน็ ไฮโดรเนียมไอออน (H3O+)
สมการที่สมบรู ณจ์ ึงเป็น
HCl (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + Cl– (aq)
H2SO4 (aq) + H2O (l) …………… (aq) + …………… (aq)
H+ หรอื H3O+ เรยี กว่าไฮโดรเจนไอออน หรอื ไฮโดรเนยี มไอออน
เบส (Base) คือสารท่ลี ะลายน้ำแลว้ แตกตวั ให้ OH-
เช่น NaOH (s) Na+ (aq) + OH- (aq)
Ca(OH)2 (s) Ca2+ (aq) + 2OH– (aq)
Let’s do it
LiOH (aq) ……………. (aq) + …………… (aq) (กรด/เบส)
(กรด/เบส)
HClO4 (aq) ……………. (aq) + …………… (aq) (กรด/เบส)
(กรด/เบส)
HNO3 (aq) + H2O (l) …………… (aq) + ……………. (aq) (กรด/เบส)
KOH (aq) ……………. (aq) + …………… (aq)
Sr(OH)2 (aq) ……………. (aq) + …………… (aq)
ทฤษฎีนม้ี ขี อ้ จำกดั หลายอยา่ ง เช่น กรดหรอื เบสต้องละลายน้ำได้ แต่มีสารหลายอย่างไมส่ ามารถละลายนำ้ ได้
และไม่สามารถอธบิ ายความเปน็ กรดหรือเบสของสารทใ่ี นโมเลกลุ ไมม่ ี H+ หรือ OH- ได้
ดงั นนั้ ทฤษฎีนี้จงึ บอกไมไ่ ดว้ า่ สารนน้ั เปน็ กรดหรือเบส
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หน้า 2
2.2 ทฤษฎขี องเบรนิ สเตด-ราวรี (Bronsted – Lowry Theory)
กรด (Acid) คอื สารที่สามารถใหโ้ ปรตอน ( H+ ) แกส่ ารอน่ื ได้
เบส (Base) คือ สารที่สามารถรบั โปรตอน ( H+ ) จากสารอื่นได้
CH3COOH (aq) + H2O (l) ⇌ CH3COO- (aq) + H3O+ (aq)
……………… ……………… ……………… ………………
ปฏกิ ิรยิ าไปขา้ งหนา้ CH3COOH จะเป็นตัว (ให้/รับ) H+ แก่ H2O ดงั น้นั CH3COOH จงึ เป็น (กรด/เบส) ส่วน H2O
ซ่งึ เปน็ ตวั (ให/้ รบั ) H+ ดงั น้นั H2O จึงเปน็ (กรด/เบส) แต่ในปฏิกิริยายอ้ นกลับ CH3COO- จะเป็นตัว (ให้/รบั ) H+ จาก H3O+
ดงั นัน้ CH3COO- จึงเปน็ (กรด/เบส) สว่ น H3O+ ซึง่ เป็นตัว (ให/้ รบั ) H+ แก่ CH3COO- ดงั นนั้ H3O+ จงึ เปน็ (กรด/เบส)
NH3 (aq) + H2O (l) ⇌ NH4+ (aq) + OH- (aq)
……………… ……………… ……………… ………………
เมอ่ื พจิ ารณาตามทฤษฎกี รด-เบส เบรินสเตด-ราวรี จะพบวา่
• สารที่ทำหนา้ ทเ่ี ปน็ กรด เมือ่ ให้ H+ ไปแล้ว อนภุ าคท่ีเหลืออยสู่ ามารถทำหนา้ ท่เี ป็นเบสรับ H+ จากสารอน่ื ได้
และเรยี กเบสที่เกดิ ขน้ึ วา่ คู่เบสของกรด หรือคเู่ บส (Conjugated base)
• สารท่ที ำหนา้ ทเ่ี ปน็ เบส เม่ือรับ H+ จากสารอน่ื มาแล้ว อนุภาคที่เหลอื จะมี H+ เพิม่ ข้ึน ดังนัน้ จงึ สามารถทำหน้าที่เป็น
กรดให้ H+ แก่สารอนื่ ได้ และเรยี กกรดทีเ่ กิดขึ้นวา่ คกู่ รดของเบส หรือคกู่ รด (Conjugated acid)
ค่กู รด – เบส(Conjugated acid-base) คือ ค่ขู องสารทที่ ำหน้าทเ่ี ปน็ กรดในปฏกิ ิริยาไปขา้ งหนา้ กับ สารที่ทำหน้าที่
เป็นเบสในปฏิกิริยายอ้ นกลบั ซึ่งสารท่เี ปน็ คู่กรด – เบส กันจะมโี ปรตอนต่างกัน 1 ตัว
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หน้า 3
สารทเ่ี ปน็ ได้ทง้ั กรดและเบส (Amphoteric)
สารบางตัวทำหน้าทเ่ี ปน็ ทง้ั กรด เมือ่ ทำปฏกิ ริ ิยากับสารตวั หนึง่ และทำหน้าท่เี ป็นเบส เมื่อทำปฏกิ ริ ิยากับอกี สารหนึ่ง
นั่นคอื เป็นไดท้ ัง้ กรดและเบส สารทมี่ ลี ักษณะนี้เรยี กวา่ สารแเอมโฟเทอริก (Amphoteric) หรือแอมฟโิ พรตกิ
(amphiprotic) ตวั อย่างเชน่
NH3 (aq) + H2O (l) ⇌ NH4+ (aq) + OH- (aq)
NH3 ……………… ……………… ……………… ………………
NH3 (aq) + H2O (l) ⇌ H3O+ (aq) + NH2- (aq)
……………… ……………… ……………… ………………
CH3COOH (aq) + H2O (l) ⇌ H3O+ (aq) + CH3COO- (aq)
H2O ……………… ……………… ……………… ………………
NH3 (aq) + H2O (l) ⇌ NH4+ (aq) + OH- (aq)
……………… ……………… ……………… ………………
HS- (aq) + CH3COO- (aq) ⇌ CH3COOH (aq) + S2- (aq)
HS- ……………… ……………… ……………… ………………
HS- (aq) + NH4+ (aq) ⇌ H2S (aq) + NH3 (aq)
……………… ……………… ……………… ………………
HCO3- (aq) + H2O (l) ⇌ H2CO3 (aq) + OH- (aq)
HCO3- ……………… ……………… ……………… ………………
HCO3- (aq) + H2O (l) ⇌ H3O+ (aq) + CO32- (aq)
……………… ……………… ……………… ………………
จากตารางจะเห็นได้ว่า สารแอมโฟเทอริก จะตอ้ งมีคุณสมบัติคือ
• มี H+ อยู่ในโมเลกลุ หรือไอออน
• มีอเิ ลก็ ตรอนคู่โดดเด่ียวอยใู่ นโมเลกลุ หรือเป็นไอออนลบ
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หนา้ 4
Let’s do it
1. จงระบคุ กู่ รด-เบส (Conjugated acid- base) ของสารในปฏกิ ิริยาต่อไปน้ี
HNO3 (aq) + H2O (l) H3O+(aq) + NO3- (aq)
………… ………… ………… …………
NH2- (aq) + H2O (l) NH3 (aq) + OH- (aq)
………… ………… ………… …………
HCOOH(aq) + H2O (l) HCOOH(aq) + H3O+(aq)
………… ………… ………… …………
CH3NH2(g) + H2O (l) CH3NH3+(aq) + OH- (aq)
………… ………… ………… …………
2. จงระบุค่กู รดและคู่เบสของสารต่อไปน้ี เอกสารประกอบการเรียนรู้ ว32224 หนา้ 5
คกู่ รด สาร ค่เู บส
HCO3- คูก่ รด สาร คเู่ บส
H3PO4 H2S
H2PO4- HS-
NO-2 NH3
SO32- H2O
CH3COOH
ข้อจำกัดของทฤษฎขี อง Bronsted – Lowry คือ
1. ถ้าสารใดไม่มี H+ จะบอกไมไ่ ด้วา่ สารนน้ั เปน็ กรดหรือเบส
2. ถ้าสารใดมี H+ แตแ่ ตกตัวเปน็ ไอออนไมไ่ ด้ จะบอกไมไ่ ด้ว่าเป็นกรดหรือเบส
2.3 ทฤษฎกี รด – เบส ลิวอิส (Lewis)
จากนยิ ามความเปน็ กรด-เบสของเบรนิ สเตด-ราวรี หากโมเลกุลดังกล่าวไม่มีโปรตอนจะไมส่ ามารถ
อธบิ ายไดว้ ่าโมเลกุลดังกล่าวเปน็ กรดหรือเบสได้ และสารบางตวั เชน่ BF3 สามารถทำหน้าทเี่ ปน็ กรดได้ท้งั ๆ ท่ีไมม่ ี
โปรตอนอยูใ่ นโมเลกลุ ดงั น้นั ลวิ อสิ จงึ นิยามความเป็นกรดเบสโดยอาศยั การรบั และการให้คูอ่ เิ ล็กตรอน
โดยกล่าววา่ กรด คือ สารท่ีรับอเิ ล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวจากสารอน่ื
เบส คอื สารที่ใหอ้ เิ ลก็ ตรอนค่โู ดดเดี่ยวแกส่ ารอื่น
เช่น
Let’s do it
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หนา้ 6
พิจารณาปฏิกริ ิยาตอ่ ไปน้ี พร้อมระบวุ ่าสารใดเปน็ กรด และสารใดเปน็ เบสตามทฤษฎีกรด-เบสลวิ อิส
1.
ตอบ ………..….. ทำหน้าที่เป็นกรด เนือ่ งจาก ..............................................................................................................
………..….. ทำหนา้ ทเ่ี ป็นเบส เน่อื งจาก ..............................................................................................................
2.
ตอบ ………..….. ทำหน้าท่ีเป็นกรด เนื่องจาก ..............................................................................................................
………..….. ทำหน้าทีเ่ ปน็ เบส เนอ่ื งจาก ..............................................................................................................
สรุป ทฤษฎีกรด-เบส
การทดสอบดว้ ยกระดาษลิตมัส กรด: ……………………………………………………………………….................
เบส: ……………………………………………………………………….................
อาร์รเี นยี ส (Arrhenius) กรด: ……………………………………………………………………….................
*ขอ้ จำกัด: ……………………………………………………...... เบส: ……………………………………………………………………….................
เบรนิ สเตดราวรี (Bronsted – Lowry) กรด: ……………………………………………………………………….................
*ขอ้ จำกัด: ……………………………………………………...... เบส: ……………………………………………………………………….................
ลิวอิส (Lewis) กรด: ……………………………………………………………………….................
*ขอ้ ด:ี ......……………………………………………………...... เบส: ……………………………………………………………………….................
แบบฝกึ หดั ที่ 1 : ทฤษฎีกรด-เบส
พิจารณาปฏิกริ ยิ าไปข้างหน้า และตอบคำถามตอ่ ไปนี้
1. สารต้งั ต้นใดเปน็ กรดตามทฤษฎกี รด-เบสอาร์เรเนียส
1.1 HF(aq) + H2O(I) F-(aq) + H3O+(aq) ..........................................................................
1.2 HSO4-(aq) + H2O(I) SO42-(aq) + H3O+(aq) ..........................................................................
2. สารตั้งตน้ ใดเป็นกรดตามทฤษฎีกรด-เบสเบรนิ สเตด-ราวลี
2.1 CN-(aq) + H2O(I) HCN(aq) + OH-(aq) ..........................................................................
2.2 CH3COO-(aq) + H2O(I) CH3COOH(aq) + OH-(aq) .......................................................................
3. สารต้ังต้นใดเป็นกรดตามทฤษฎีกรด-เบสลิวอิส
3.1 Ag+(aq) + 2NH3(aq) [H3N-Ag-NH3]+ (aq) ..........................................................................
3.2 (CH3)2NH(aq) + AlCl3(aq) (CH3)2NH- AlCl3 (aq) .........................................................................
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หนา้ 7
2. ชนดิ ของกรด – เบส
กรดแบง่ ออกเปน็ 3 ชนิด ตามลักษณะการแตกตัว
1. กรดมอนอโปรตกิ (Monoprotic acid) คือ กรดที่แตกตวั ให้ 1 โปรตอนต่อ 1 โมเลกลุ เช่น
*2. กรดไดโปรตกิ (Diprotic acid) คือ กรดทีแ่ ตกตวั ให้ ......... โปรตอนตอ่ 1 โมเลกุล
*3. กรดไตรโปรติก (Triprotic acid) คือ กรดท่ีแตกตวั ให้ ........ โปรตอนตอ่ 1 โมเลกุล เชน่
เอกสารประกอบการเรียนรู้ ว32224 หนา้ 8
*กรดพอลโิ ปรติก (Triprotic acid) คือ กรดท่แี ตกตวั ใหโ้ ปรตรอนมากกว่า 1 โปรตอนต่อ 1 โมเลกลุ
การแตกตัวของกรด Polyprotic แต่ละครั้งจะแตกตัวให้ H+ ไม่เท่ากัน แตกตัวครั้งแรกจะแตกตัวได้ดีมากค่า Ka สูงมาก
แต่แตกตวั ครัง้ ต่อๆไป คา่ Ka ต่ำมาก เพราะประจลุ บในไอออนดงึ ดดู H+ ไวด้ ังสมการ
H2SO4 (aq) H+ (aq) + HSO-4 (aq) Ka1 = 1011
HSO-4 (aq) H+ (aq) + SO42- (aq) Ka2 = 1.2 x 10-2
ชนิดของเบส. เบสแบ่งออกเปน็ 3 ชนดิ ตามจำนวน OH- ในเบส
1. เบสทีม่ ี OH- หม่เู ดยี ว เชน่ ............................................................................................................................
2. เบสท่มี ี OH- 2 หมู่ เช่น ...........................................................................................................................
3. เบสทม่ี ี OH- 3 หมู่ เช่น ...........................................................................................................................
แบบฝึกหดั ท่ี 2 : ชนดิ ของกรด-เบส
H3PO4 สามารถแตกตวั ใหโ้ ปรตอนได้ 3 ขั้นตอน จากคา่ Ka ตอ่ ไปน้ี จงตอบคำถามตอ่ ไปนี้
H3PO4 H+ + H2PO4- Ka1 = 7.5 x 10-3
H2PO4- H+ + HPO42- Ka2 = 6.3 x 10-8
HPO42- H+ + PO43- Ka3 = 4.0 x 10-13
1. จงเปรียบเทยี บความเป็นกรด H3PO4 , H2PO-4 , HPO24-
............................................................................................................................................................................................
2. จงเปรยี บเทียบปริมาณไอออนมากไปน้อย
............................................................................................................................................................................................
3. ไอออนใดทำหนา้ ท่เี ปน็ ได้ทั้งกรดและเบส
............................................................................................................................................................................................
4. สารหรือไอออนใดเป็นคู่กรด – คูเ่ บสกนั ได้
............................................................................................................................................................................................
5. H3PO4 นำไฟฟา้ ไดห้ รอื ไม่ เพราะเหตใุ ด
............................................................................................................................................................................................
6. จงเปรียบเทียบ pH ของสารประกอบ
............................................................................................................................................................................................
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หนา้ 9
3. การแตกตวั ของกรด – เบส – นำ้
สารละลายกรดและเบสจัดเปน็ สารละลายอิเลก็ โทรไลต์ สำหรบั กรดหรอื เบสท่ีเปน็ อิเล็กโทรไลตแ์ ก่ เรียกวา่ กรดแก่
หรอื เบสแก่ สว่ นกรดหรอื เบสทเ่ี ป็นอิเล็กโทรไลต์ออ่ น เรียกว่า กรดอ่อนหรอื เบสอ่อน ตามลำดับ ซง่ึ สารเหล่านจี้ ะแตกตวั
เปน็ ไอออนได้ต่างกนั ดงั นี้
3.1 การแตกตวั ของกรดแก่ – เบสแก่
เนือ่ งจากกรดแกแ่ ละเบสแก่เป็นอิเล็กโทรไลต์แก่ที่แตกตวั เป็นไอออนไดม้ ากหรอื สมบรู ณ์ (100 %) จึงเกดิ ปฏกิ ิรยิ า
ไปข้างหนา้ เพยี งอยา่ งเดยี ว ถ้าทราบความเข้มข้นของกรดแก่หรอื เบสแก่จะสามารถบอกความเขม้ ข้นของไฮโดรเนียมไอออน
(H3O+) หรอื ไฮดรอกไซดไ์ ออออน (OH-) ในสารละลายได้ เชน่
กรดแก่ ได้แก่ สารละลาย HCl เขม้ ข้น 0.1 mol/L จะแตกตัวให้ H3O+ และ Cl- ชนดิ ละ 0.1 mol/L ดงั นี้
HCl (aq) H3O+ (aq) + Cl- (aq)
H2O (l)
ความเขน้ ข้นเริ่มตน้
ความเขม้ ขน้ สุดท้าย
เบสแก่ เช่น สารละลาย NaOH เขม้ ข้น 1.5 mol/L จะแตกตัวให้ Na+ …………………… และ OH- ……………… ดังสมการ
NaOH (s) H2O (l) Na+ (aq) + OH-(aq)
ความเข้นข้นเริ่มตน้
ความเขม้ ขน้ สุดทา้ ย
สว่ นเบสแก่ สารละลายBa(OH)2 เขม้ ขน้ 1.0 mol/L จะแตกตวั ให้ ……………….……… และ ………………….……… ดงั สมการ
Ba(OH)2 (s) H2O (l) Ba2+ (aq) + 2OH-(aq)
ความเข้นข้นเร่มิ ต้น
ความเข้มข้นสุดท้าย
เอกสารประกอบการเรียนรู้ ว32224 หนา้ 10
ตวั อย่างกรดแก่-เบสแก่
กรดแก่ เบสแก่
HCl HBr HI HClO4 HNO3 H2SO4* LiOH NaOH KOH Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2
• หมายเหตุ *มกี ารแตกตวั ได้ 2 ขน้ั ตอน ดังนี้
1. H2SO4 (aq) + H2O (l) HSO4- (aq) + H3O+ (aq) Ka มาก
2. HSO4- (aq) + H2O (l) SO42- (aq) + H3O+ (aq)
การแตกตวั ครั้งท่ี 1 เทา่ น้นั ทจ่ี ดั เป็นกรดแก่
ตัวอย่างท่ี 1 ถา้ ตอ้ งการสารละลายท่ีมีความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน (H+) และโปรไมด์ไอออน (Br-) ชนดิ ละ 0.60
โมลต่อลติ ร จะตอ้ งใชแ้ ก๊สไฮโดรเจนโบรไมด์ (HBr) ก่ีโมล ละลายในน้ำจนได้สารละลายปริมาตร 2.0 ลิตร
ตวั อยา่ งท่ี 2 สารละลายสตรอนเซียมไฮดรอกไซด์ (Sr(OH)2) ปริมาตร 0.4 ลิตร มคี วามเข้มข้นของไฮดรอกไซตไ์ อออน (OH-)
1.0 โมลต่อลิตร ถา้ เตมิ น้ำลงไปจนไดส้ ารละลายปรมิ าตร 2.0 จงคำนวณหาโมลและความเข้มขน้ ของสตรอนเซียมไอออน (Sr2+)
และไฮดรอกไซดไ์ อออน (OH-)
3.2 การแตกตัวของกรดอ่อน – เบสอ่อน (การหาค่า Ka, Kb)
3.2.1 การแตกตัวของกรดออ่ น (การหาค่า Ka)
Ka = คา่ คงท่ขี องการแตกตวั ของกรด [H+] , [OH-] จะบอกความเป็น กรด – เบส
Kb = ค่าคงท่ขี องการแตกตัวของเบส Ka , Kb จะบอกความสามารถในการแตกตัว
Kw = ค่าคงที่ของการแตกตัวของน้ำ ของกรดและเบสและบอกการนำไฟฟา้
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หน้า 11
กรดออ่ นเป็นอเิ ลก็ โทรไลต์ออ่ น เนอื่ งจากกรดอ่อนแตกตวั เปน็ ไอออนได้เพียงบางส่วนและยงั มีโมเลกุลของกรดละลายอยู่
ในสารละลาย การแตกตัวของกรดอ่อนเปน็ การเปล่ยี นแปลงทผ่ี ันกลับได้ ณ ภาวะสมดุลจงึ มีท้งั โมเลกุลของกรดอ่อนกับไอออน
ท่เี กิดจากการแตกตวั การบอกความเข้มขน้ ของไฮโดรเนียมไอออนในสารละลายของกรดอ่อนจึงทราบวา่ โมเลกุลของกรดแตกตวั
ไปเทา่ ใด โดยนยิ มบอกการแตกตัวเปน็ รอ้ ยละ เช่น กรดออ่ น (HA) แตกตวั ได้รอ้ ยละ 10 ในน้ำหมายความว่า กรดอ่อน (HA)
1 โมล เมื่อละลายน้ำ จะแตกตวั ให้ H+ เพียง 0.10 โมล
เปอร์เซน็ ต์การแตกตวั ของกรดออ่ น = จำนวนโมลของกรดท่ีแตกตวั x 100
จำนวนโมลของกรดทั้งหมด
[H+] x 100
% การแตกตัว = C
กรดออ่ นแตกตัวได้นอ้ ยมาก เมอื่ เข้าสู่ภาวะสมดุลจะมีคา่ คงทสี่ มดุล เรียกค่าคงท่ีการแตกตัวของกรด ใช้สญั ลกั ษณ์ Ka
สามารถคำนวณคา่ Ka ไดด้ ังน้ี
Ex. กรด HA เขม้ ขน้ N mol/L มีคา่ K = Ka จงหาความเข้มขน้ ของ H+
HA H+ + A-
เรม่ิ ตน้ C 00
เปลี่ยนไป x xx
สมดุล C – x x x
x2 เนื่องจากกรดออ่ นแตกตวั นอ้ ยมาก ดงั นนั้ C >> x
Ka = C - x จึงอนุโลมวา่ C – x = C
Ka = x2 และ x ในท่นี คี้ ือ ความเข้มขน้ ของ [H+]
C
Ka = [H+]2 หรอื [H+] = √Ka.C
C
( โดยทว่ั ไปจะตดั x ทิ้งได้ก็ต่อเม่ือกรดแตกตัว < 5% หรอื ความเข้มข้นเริม่ ตน้ ของกรด(C) มากกว่าค่าคงท่ีการแตกตวั (Ka)
1000 เท่า หรอื > 1000 )
[H+] x 100
% การแตกตัว = N
% การแตกตัว = √NK x 100
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หนา้ 12
ตารางแสดงค่าคงทีก่ ารแตกตัวของกรด (Ka) ชนดิ ต่าง ๆในน้ำ ท่อี ุณหภมู ิ 25 ๐C
กรด สมการเคมี Ka
*กรดซลั ฟิวริก (H2SO4) H2SO4 (aq) + H2O (l) ⇌ H3O+ (aq) + HSO4- (aq) >> 1
HSO4- (aq) + H2O (l) ⇌ H3O+ (aq) + SO42- (aq) 1.0 x 10-2
กรดไฮโดรฟลอู อริก (HF) HF(aq) + H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + F- (aq) 6.8 x 10-4
กรดไนตรัส (HNO2) HNO2 (aq) + H2O (l) ⇌ H3O+ (aq) + NO2- (aq) 4.5 x 10-4
กรดฟอรม์ กิ (HCOOH) HCOOH(aq) + H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + HCOO- (aq) 1.7 x 10-4
กรดแอซีตกิ (CH3COOH) CH3COOH(aq) + H2O (l) ⇌ H3O+(aq) + CH3COO- (aq) 1.8 x 10-5
กรดคาร์บอนกิ (H2CO3) H2CO3(aq) + H2O (l) ⇌ H3O+(aq) + HCO3-(aq) Ka2 = 4.3 x 10-7
HCO3- (aq) + H2O (l) ⇌ H3O+ (aq) + CO32- (aq) Ka2 = 5.6 x 10-11
H3PO4 + H2O ⇌ H3O+ + H2PO4- Ka1 = 7.6 x 10-3
**กรดฟอสฟอริก (H3PO4) H2PO4- + H2O ⇌ H3O+ + HPO42- Ka2 = 6.2 x 10-8
HPO42- + H2O ⇌ H3O+ + PO43- Ka3 = 2.1 x 10-13
หมายเหตุ :
*การแตกตัวของกรดซัลฟวิ ริก (H2SO4) ในข้ันท่ี 1 จัดเปน็ กรดแก่
**กรดฟอสฟอรัส (H3PO3) แม้จะมโี ปรตอน 3 ตวั แต่สามารถเกิดการแตกตัวไดเ้ พียง 2 ข้ันเท่าน้นั เนอ่ื งจากขนั้ ที่ 3
สามารถแตกตวั ไดน้ อ้ ยมาก เมือ่ พจิ ารณาจากค่า Ka3
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หนา้ 13
ตวั อย่างท่ี 1 สารละลายกรดแอซีติก (CH3COOH) 0.5 โมลต่อลติ ร มีไฮโดรเนียมไอออน (H3O+) เขม้ ขน้ เท่าใด (กำหนดให้ Ka =
1.8 x 10-5)
ตัวอย่างที่ 2 สารละลายกรดอ่อน HA 1.0 x 10-3 โมลตอ่ ลิตร มีความเขม้ ข้นของไฮโดรเนียมไอออน (H3O+) เท่าใด (กำหนดให้
ค่าคงท่กี ารแตกตัวของกรดนเี้ ทา่ กบั 1.00 x 10-5)
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หนา้ 14
3.2.2 การแตกตัวของเบสออ่ น (การหาคา่ Kb)
การเปลยี่ นแปลงท่ีเกิดข้ึนในสารละลายเบสอ่อน เป็นการเปลยี่ นแปลงที่ผนั กลับได้ จงึ เกิดคา่ คงท่ีสมดลุ
เช่นเดยี วกบั กรดอ่อน เรียกค่าคงท่ีสมดุลทีเ่ กดิ จากการแตกตวั ของเบสอ่อนวา่ ค่าคงที่การแตกตวั ของเบสอ่อน (Kb)
Ex. กรด BOH เขม้ ข้น N mol/L มคี ่า K = Kb จงหาความเขม้ ข้นของ OH-
BOH B+ + OH-
เร่ิมต้น N 00
เปล่ียนไป x xx
สมดุล N – x x x
Kb = x2 เนื่องจากเบสออ่ นแตกตัวนอ้ ยมาก ดังนัน้ C >> x
C-x จึงอนุโลมวา่ C – x = C
Kb = x2 และ x ในที่นคี้ ือ ความเข้มข้นของ [OH-]
C
Kb = [OH-]2 หรือ [OH-] = √Kb.C
C
( โดยทัว่ ไปจะตดั x ท้งิ ได้ก็ตอ่ เม่อื เบสอ่อนแตกตัว < 5% หรอื ความเข้มขน้ เรม่ิ ต้นของเบส (C) มากกว่าค่าคงท่กี ารแตกตวั (Kb)
1000 เท่า หรอื > 1000 )
[OH-] x 100
% การแตกตัว = N
% การแตกตัว = √NK x 100
ตารางแสดงค่าคงทก่ี ารแตกตัวของเบสออ่ น (Kb) ชนิดตา่ ง ๆ ในน้ำ ทอ่ี ุณหภมู ิ 25 ๐C
เบส สมการเคมี Ka
เอทิลเอมีน (C2H5NH2) C2H5NH2(aq) + H2O(l) ⇌ C2H5NH3+ (aq) + OH- (aq) 4.47 x 10-4
เมทิลเอมีน (CH3NH2) CH3NH2(aq) + H2O(l) ⇌ CH3NH3+ (aq) + OH- (aq) 4.57 x 10-4
แอมโมเนยี (NH3) NH3(aq) + H2O (l) ⇌ NH4+ (aq) + OH- (aq) 1.80 x 10-5
ฟนี ิลเอมนี (C6H5NH2) C6H5NH2 (aq) + H2O (l) ⇌ C6H5NH3+ (aq) + OH- (aq) 7.41 x 10-10
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หนา้ 15
ตวั อยา่ งท่ี 1 จงคำนวณหาความเขม้ ข้นของ OH- ในสารละลายเมทลิ เอมีน (CH3NH2) เขม้ ข้น 0.50 โมลตอ่ ลติ ร (กำหนดค่า Kb
= 4.57 x 10-4)
ตวั อยา่ งท่ี 2 สารละลายแอมโมเนีย (NH3) 0.2 โมลต่อลติ ร มีร้อยละการแตกตวั เท่าใด (กำหนดค่า Kb = 1.80 x 10-5)
ใช้สตู ร
กรด เบส
Ka = [H+]2 Kb = [OH-]2
N N
[H+] = √Ka.N [OH-] = √Kb.N
% การแตกตัว = [H+] x 100 [OH-] x 100
N % การแตกตวั = N
กรด – เบส ชนดิ เดยี วกันแต่ความเข้มขน้ ตา่ งกนั
รวมสตู รของ % และ K เข้าด้วยกัน
% การแตกตัว = √NK x 100 % √N = √N %
[H+]2 = [H+]2
N N
หมายเหตุ
1. กรด H2SO4 เป็นกรดแก่ แตกตัวครั้งแรก 100% แตกตัวครั้งท่ี 2 ไมถ่ งึ 100% แตอ่ นุโลมให้แตกตวั 100%
2. กรด Diprotic ทเี่ ป็นกรดออ่ น เชน่ กรด H2A
แตกตวั ครงั้ แรก มี [H+] = √Ka.N..
แตกตวั ครง้ั ท่สี อง มี [H+] = K2 หรอื [H+] = [A2-]..
เอกสารประกอบการเรียนรู้ ว32224 หน้า 16
แบบฝึกหดั ท่ี 3 : การแตกตัวของกรด-เบส
แบบฝึกหดั จงแสดงวิธีทำเพ่อื หาคำถามทีถ่ กุ ต้องที่สดุ (อยา่ ลืมใส่หนว่ ย)
1. กรด HClO4 จำนวน 15.075 กรัม ปรมิ าตร 200 mL จะมี [H+] เทา่ ใด
2. สารละลาย HBr ความเขม้ ขน้ 16.2 กรัม ปรมิ าตร 250 mL มปี รมิ าณโมลของ H+ และ Br- เทา่ ใด
3. สารละลาย Ca(OH)2 ปริมาตร 100 mL มี Ca(OH)2 ละลายอยู่ 3.7 กรัม จงหาค่า K , [Ca2+] , [OH-]
4. สารละลาย Ba(OH)2 เขม้ ข้น 2 mol/L จำนวน 50 mL ถา้ เติมนำ้ จนมปี รมิ าตร 200 mL จงหา [Ba2+] , [OH-]
และจำนวนโมลของ OH-
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หนา้ 17
5. ในการเตรียมสารละลายปริมาตร 100.0 มิลลิลติ ร ทมี่ คี วามเขม้ ข้นของไฮดรอกไซดไ์ อออน (OH-) 1.0 โมลตอ่ ลิตร
ตอ้ งใช้แบเรยี มไฮดรอกไซด์ (Ba(OH)2) ก่กี รัม
6. ถ้าต้องการเตรียมสารละลายโพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ (KOH) ที่มีความเข้มขน้ ของไฮดรอกไซดไ์ อออน (OH-) ใน
สารละลายเทา่ กับ 0.5 โมลตอ่ ลิตร ปรมิ าตร 250.0 มิลลิลิตร จะต้องใชโ้ พแทสเซยี มไฮดรอกไซดก์ ่ีกรมั
7. สารลายกรดฟอร์มิก (HCOOH) จำนวนหนงึ่ ในนำ้ 5 ลติ ร พบวา่ มี H3O+ เขม้ ข้นเท่ากับ 5.0 x 10-3 mol/L ถ้าค่าคงที่
สมดุลของกรดน้ีเท่ากับ 2.0 x 10-4 สารละลายนม้ี กี รดฟอร์มิกละลายอยกู่ กี่ รมั
8. จงหาความเข้มข้นของ [H+] ในสารละลาย H2S เข้มขน้ 0.1 mol/L (K1 = 1.0 x 10-7 , K2 = 1.2 x 10-13)
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หนา้ 18
9. จงหา [H+] ของสารละลาย H2SO4 เข้มขน้ 0.01 mol/L (Ka1 สูงมาก , Ka2 = 1.3 x 10-2 )
10. สารละลายเมทลิ เอมีน (CH3NH22) 0.5 โมลต่อลติ ร จะมคี วามเข้มขน้ ของเมทิลแอมโมเนยี มไอออน (CH3NH3+) เท่าใด
และมีรอ้ ยละการแตกตวั ของเมทิลเอมีนเปน็ เท่าใด
11. เม่อื นำ AOH ซงึ่ มีค่า Kb = 4 x 10-5 มา 16 กรัม เติมน้ำลงไป 2 ลิตร จงหาความเขม้ ขน้ ของ [OH-] (กำหนดให้มวล
อะตอมของ A = 63)
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หนา้ 19
3.3 คา่ Ka , Kb กับความเปน็ กรด – เบส ของสารละลาย
เนอื่ งจากความเป็นกรด – เบส ของสารละลายขึน้ อยู่กบั ความเข้มข้นของ [H+] และ [OH-] นอกจากนค้ี วามเขม้ ขน้ ของ
[H+] , [OH-] มคี วามสมั พนั ธ์กับคา่ Ka , Kb ดงั น้ี
[H+]= √Ka.N [OH-]= √Kb.N
ดังนน้ั สามารถหาความเป็นกรด-เบสของสารละลายได้ ถ้าทราบ ความเข้มข้นของสารละลายและคา่ Ka , Kb
สารละลาย กรด – เบส ท่มี ีความเขม้ ขน้ มากกวา่ 1 mol/L จะตำ่ กวา่ 0 และเกนิ 14
แบบฝกึ หดั ท่ี 4 : คา่ Ka , Kb กบั ความเป็นกรด – เบส ของสารละลาย
1. สารละลายกรด 4 ชนิดทม่ี ีความเข้มขน้ เท่ากัน มคี ่า K ดังนี้ Ka
1.0 x 10-3
สารละลายกรด 4.6 x 10-8
A 2.5 x 10-5
B 1.6 x 10-2
C
D
จงเปรียบเทียบความเป็นกรดจากมากไปนอ้ ย (pH ต่ำไป สูง) ……………………………………………………………………………………….
จงเปรียบเทียบความเป็นเบสจากมากไปนอ้ ย (pH สูงไป ต่ำ) ………………………………………………………………………………………
จงเปรยี บเทยี บปรมิ าณโมเลกลุ ของกรดจากมากไปนอ้ ย ………………………………………………………………………………………………..
2. สารละลายเบส 4 ชนิดที่มคี วามเขม้ ข้นเทา่ กนั มีค่า Kb ดงั น้ี เอกสารประกอบการเรียนรู้ ว32224 หนา้ 20
สารละลายกรด K
A 2.0 x 10-4
B 3.0 x 10-6
C 9.0 x 10-6
D 4.2 x 10-8
จงเปรยี บเทยี บความเป็นกรดจากมากไปน้อย (pH ตำ่ ไป สูง) ……………………………………………………………………………………….
จงเปรียบเทยี บความเปน็ เบสจากมากไปน้อย (pH สูงไป ตำ่ ) ………………………………………………………………………………………
จงเปรยี บเทยี บปรมิ าณโมเลกลุ ของเบสจากมากไปนอ้ ย ………………………………………………………………………………………………..
3. สารละลายกรด 4 ชนิด
สารละลาย ปรมิ าตร (mL) ความเขม้ ข้น (mol/L) Ka
A 50 1.5 6 x 10-10
B 100 0.1 4 x 10-5
C 100 0.01 1 x 10-4
D 50 1.0 4 x 10-8
จงเปรยี บเทียบความเป็นกรดจากมากไปน้อย (pH ตำ่ ไป สงู )_____________________________________________
จงเปรยี บเทียบความเป็นเบสจากมากไปนอ้ ย (pH สูงไป ต่ำ)_____________________________________________
4. กำหนดคา่ คงท่ีสมดุลดงั นี้
A. HNO2 Ka = 4.5 x 10-4
B. HF Ka = 6.8 x 10-4
C. CH2NH3 Kb = 3.7 x 10-4
D. NH4OH Kb = 1.8 x 10-5
1. ถ้าสารท้งั 4 ชนิด เขม้ ข้นเทา่ กนั จงเปรียบเทียบ pH จากต่ำไปสงู …………………………………………………………………………….
2. ถ้าผสม HNO2 กับ NH4OH ความเขม้ ข้นและปรมิ าตรเท่ากัน สารละลายทเี่ กดิ ขึน้ จะเปลีย่ นสกี ระดาษลติ มสั เปน็ อยา่ งไร
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
3. สารใดมีความเป็นเบสนอ้ ยที่สุด …………………………………………………………………………………………………………………………..
4. กรดท่ีนำไฟฟา้ ได้ดีกวา่ คอื …………………………………………………………………………………………………………………………………..
5. ถา้ กรด HNO2 เขม้ ข้น 0.2 mol/L จำนวน 10 mL HF เข้มขน้ 0.1 mol/L จำนวน 20 mL สารใดมีความเป็นกรด
มากกวา่ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หน้า 21
3.4 การแตกตัวของนำ้ (Kw)
น้ำเปน็ โมเลกลุ โคเวเลนต์มขี ้วั ซ่ึงแตกตวั ได้ดังสมการ
2H2O (l) H3O+ (aq) + OH- (aq) ดูดความรอ้ น
ความเขม้ ข้นคงท่ี
Kw = [H3O+][OH-]
[H2O]
Kw = [H3O+][OH-]
ตารางแสดงค่าคงทีก่ ารแตกตัวของน้ำ (Kw) ที่อณุ หภูมิต่าง ๆ
อุณหภมู ิ (°C) Kw อณุ หภูมิ (°C) Kw
10 2.920 x 10-15 30 1.470 x 10-14
20 6.810 x 10-15 40 2.920 x 10-14
25 1.010 x 10-14 50 5.470 x 10-14
ที่ 25 ˚C ค่า Kw จะมีค่าเทา่ กบั 1.0 x 10-14 แทนค่าในสูตร
Kw = [H3O+][OH-] = [H3O+]2 = [OH-]2
1.0 x 10-14 = [H3O+] [OH-]
[H3O+] = [OH-] = 1.0 x 10-7 mol/L
แสดงว่าที่อุณหภมู ิ 25 องศาเซลเซยี ส นำ้ มีความเข้มข้นของ H3O+ และ OH- เท่ากนั คอื 1.0 x 10-7 mol/L
3.5 ความสมั พนั ธข์ องคา่ Ka , Kb กบั ค่า Kw
จากสมการการแตกตัวของนำ้ (Kw) 2H2O H3O+ + OH- ………………Kw
จากความสัมพันธ์ของคา่ Ka, Kb ของสารทเี่ ปน็ คกู่ รดคู่ - เบสกัน
ให้ HA และ A- เปน็ คู่กรด – เบส เม่ืออยใู่ นน้ำจะแตกตวั ดงั น้ี
HA + H2O H3O+ + A- Ka…………….1
A- + H2O HA + OH- Kb…………….2
1+2 2H2O H3O+ + OH- Ka.Kb = Kw
Kw = Ka x Kb = 1.0 x 10-14 ใชส้ ำหรบั สารท่เี ปน็ คู่กรด คูเ่ บสเทา่ น้นั
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หน้า 22
ตารางแสดงคา่ คงทีก่ ารแตกตัวของคู่กรด-เบสบางชนดิ
กรด Ka คเู่ บส Kb
NH4+ 5.56 × 10-10 1.80 × 10-5
H3PO4 6.92 × 10-3 NH3 1.45 × 10-12
H2PO4- 6.17 × 10-8 H2PO4- 1.62 × 10-7
HPO42- 4.79 × 10-13 HPO42- 2.09 × 10-2
CH3COOH 1.80 x 10-5 PO43- 5.56 × 10-10
HCOOH 1.78 x 10-4 CH3COO- 5.62 × 10-11
H2CO3 4.47 x 10-7 HCOO- 2.24 x 10-8
HCO3- 4.68 x 10-11 HCO3- 2.14 x 10-4
CO32-
Ex. จากปฏิกิรยิ า CH3COOH + H2O ⇌ CH3COO- + H3O+ ค่า Ka ของ CH3COOH = 1.8 x 10-5 จงแสดงวิธีหาคา่ Kb
ของคเู่ บสของกรดน้ี
1. สารละลายกรด HY มีค่า Ka = 2.0 × 10-6 จงระบคุ ู่เบสของกรด HY และคา่ Kb ของเบสนี้เปน็ เท่าใด
2. สารละลายเบสออ่ นชนิดหนง่ึ มีคา่ Kb = 5.0 × 10-10 จงคำนวณค่า Ka ของค่กู รด
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หน้า 23
4. สมบตั กิ รด-เบสของเกลอื
การเกิดเกลือ.
เกลอื เกิดจาก ปฏกิ ริ ยิ าเคมรี ะหว่างสารละลายหรดและเบส ไดผ้ ลิตภัณฑ์เปน็ เกลอื กับน้ำ เรยี กปฏิกิรยิ านี้วา่
ปฏิกริ ยิ าสะเทนิ (neutralization reaction)
สมการรูปทั่วไป HA + BOH BA + H2O
………. ……… ……….. ………..
น้ำมสี มบัติเปน็ กลาง เปน็ ผลิตภัณฑ์ท่ีเกิดจากไฮโดรเรยี มไอออน (H3O+) จากกรดทำปฏกิ ิริยากบั ไฮดรอกไซด์ไอออน
(OH-) จากเบส ส่วนผลติ ภัณฑ์ทเ่ี ปน็ เกลอื (BA) อาจมีสมบัตเิ ป็นกลาง กรด หรอื เบส ข้ึนอยูก่ บั ชนิดของกรดและเบสท่ีทำ
ปฏิกิริยากนั ซึง่ พจิ ารณาได้จากตัวอยา่ งปฏิกิรยิ าต่อไปน้ี
• ปฏกิ ริ ิยาระหวา่ งกรดแก่กบั เบสแก่
เม่อื นำสารละลายไฮโดรคลอรกิ (HCl) และสารละลายโซเดยี มไฮดรอกไซด์ (NaOH) มาทำปฏกิ ิรยิ ากัน
เขยี นสมการเคมีได้ดงั น้ี
HCl (aq) + NaOH (aq) ................. + …..…………..
ผลติ ภัณฑ์เกลือทีเ่ กิดข้นึ คือ ................................................ ซง่ึ มีสมบตั เิ ป็น ..................
• ปฏิกริ ิยาระหวา่ งกรดอ่อนกบั เบสแก่
ปฏกิ ิรยิ าระหวา่ งสารละลายกรดแอซตี ิก (CH3COOH) และสารละลายโซเดยี มไฮดรอกไซด์ (NaOH)
มาทำปฏิกิรยิ ากนั เขียนสมการเคมีได้ดังน้ี
ผลติ ภัณฑ์เกลอื ที่เกดิ ขน้ึ คอื ................................................ ซงึ่ มสี มบัติเป็น ..................
เน่อื งจาก .......................... สามารถเกิดไฮโดรลิซสิ ได้ ............
• ปฏกิ ริ ิยาระหวา่ งกรดแก่กับเบสออ่ น
ปฏกิ ริ ยิ าระหวา่ งสารละลายไฮโดรคลอรกิ (HCl) และสารละลายแอมโมเนยี (NH3) มาทำปฏกิ ริ ยิ ากัน
เขยี นสมการเคมไี ด้ดังนี้
ผลิตภัณฑเ์ กลือท่ีเกดิ ขึ้น คือ ................................................ ซึ่งมีสมบัติเป็น ..................
เนือ่ งจาก .......................... สามารถเกิดไฮโดรลิซิสได้ ............
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หน้า 24
การไฮโดรลิซิสเกลอื .
ไฮโดรลซิ สิ เกลอื คือ การที่เกลอื ทำปฏิกริ ิยากับน้ำ จะแบ่งเกลือตามลักษณะไฮโดรลซิ สิ ดงั น้ี
1. เกลือทีเ่ กิดจากกรดแก่ เบสแก่ เชน่ NaCl , KI เมือ่ ละลายน้ำจะแตกตวั เปน็ ไอออนซึ่งไอออนทั้งสองไม่ทำปฏิกิริยากบั
H2O ทำใหค้ วามเขม้ ข้นของ H+ , OH- ไม่เปล่ยี นแปลง การละลายของเกลือประเภทนีจ้ ะเป็นกลาง
เช่น NaCl H2O Na+ + Cl-
Na+ + H2O
Cl- + H2O
2. เกลอื ท่ีเกดิ จากกรดแก่ เบสอ่อน เช่น NH4Cl , (NH4)2SO4 เมอ่ื ละลายน้ำจะแตกตวั เปน็ ไอออนของกรดแก่และไอออน
ของเบสอ่อน ไอออนของกรดแกไ่ ม่ทำปฏิกริ ิยากับน้ำ แต่ไอออนของเบสอ่อนสามารถรวมตัวกบั น้ำได้ (เกิดไฮโดรลิซิส
กับน้ำ)
เช่น NH4Cl H2O NH4+ + Cl-
NH4+ + H2O NH3 + H3O+
Cl- + H2O เปน็ กรด
3. เกลอื ทีเ่ กดิ จากเบสแก่ กรดอ่อน เชน่ CH3COONa , KCN เม่ือละลายน้ำจะแตกตวั เป็นไอออนของเบสแกแ่ ละไอออน
ของกรดออ่ น ไอออนของเบสแกไ่ ม่ทำปฏิกิรยิ ากบั นำ้ แต่ไอออนกรดออ่ นสามารถรวมตวั กับน้ำได้ (เกิดไฮโดรลิซิสกับ
นำ้ )
เชน่ CH3COONa H2O CH3COO- + Na+
CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-
Na+ + H2O เปน็ เบส
4. เกลอื ทเ่ี กดิ จากเบสออ่ น กรดออ่ น เชน่ NH4CN เม่อื ละลายน้ำจะแตกตัวเป็นไอออนของกรดอ่อนและเบสอ่อน ไอออน
ของกรดและเบสท้ังคู่จะเกดิ ไฮโดรลิซสิ กบั นำ้ เช่น
เช่น NH4CN H2O NH4+ + CN-
NH4+ + H2O NH3 + H3O+ เปน็ กรด
CN- + H2O HCN + OH- เป็นเบส
เกลอื ทเ่ี กดิ จากกรดอ่อนและเบสออ่ นสารละลายจะมีฤทธิ์เปน็ กรดหรอื เบส ข้นึ กบั ค่า Ka , Kb ของกรด – เบส นั้น
ถ้า Ka = Kb สารละลายเกลือจะเป็นกลาง
Ka > Kb สารละลายเกลือจะเปน็ กรด
Ka < Kb สารละลายเกลือจะเป็นเบส
เอกสารประกอบการเรียนรู้ ว32224 หนา้ 25
Let’s do it จงเขยี นสมการเคมีแสดงปฏริ ิยาสะเทินระหว่างกรดและเบสตอ่ ไปนี้ พร้อมทั้งระบุความเป็นกรด-เบส
ของสารละลายหลังการสะเทิน
1. HBr และ LiOH
2. HNO2 และ NaOH
3. H2CO3 และ Ca(OH)2
4. HCl และ Ba(OH)2
5. HNO2 และ NH3
แบบฝึกหดั ท่ี 5 : สมบัตกิ รดเบสของเกลือ
1. กำหนดให้ สารละลาย Ka, Kb สารละลาย Ka, Kb
ลำดบั HSO4- Ka = 1.2 x 10-2 SO42- Kb = 8.3 x 10-13
HNO2 Ka = 4.5 x 10-4 NO2- Kb = 2.2 x 10-11
1 Ka = 1.8 x 10-5 Kb = 8.3 x 10-13
2 CH3COOH Ka = 4.9 x 10-10 CH3COO- Kb = 2.0 x 10-5
3 HCN Ka = 4.7 x 10-11 CN- Kb = 2.1 x 10-4
4 HCO3- Ka = 1.0 x 10-19 CO32- Kb = 1.0 x 105
5 HS- Kb = 1.8 x 10-5 S2- Ka = 5.6 x 10-10
6 NH3 Kb = 1.1 x 10-7 NH4+ Ka = 9.0 x 10-8
7 HS- H2S
8
สารตอ่ ไปนี้ สารใดสามารถเกดิ ปฏกิ ิรยิ าไฮโดรลซิ ิสได้ จงแสดงสมการ การเกดิ ปฏิกิริยาไฮโดรลิซสิ และสารละลาย
ดังกลา่ วเปน็ กรด หรือเบส
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หน้า 26
ลำดบั สารละลาย ปฏิกริ ิยาไฮโดรลซิ ิส ความเป็น
กรด เบสหรอื เกลือ
1 KNO3
2 NaCl
3 KI
4 KCN
5 NH4NO3
6 CH3COONH4
7 NH4CN
8 NaHS
9 NaHSO4
สมบัตขิ องเกลอื แบง่ ตามความแรงของกรด – เบส ทีท่ ำปฏกิ ิริยากัน
1. เกลือที่มีฤทธิ์เป็นกลาง คือ เกลอื ท่ีเกดิ จากกรดแก่ เบสแก่ ไดแ้ ก่ _____________________________________
2. เกลอื ทม่ี ีฤทธเ์ิ ปน็ กรด คือ เกลือทเี่ กดิ จากกรดแก่ เบสออ่ น ได้แก่ _____________________________________
3. เกลอื ที่มีฤทธ์เิ ป็นเบส คือ เกลอื ที่เกิดจากกรดอ่อน เบสแก่ ได้แก่ _____________________________________
4. เกลือทอ่ี าจจะเปน็ กรด เบส หรือกลางกไ็ ด้ ขึน้ อยูก่ บั คา่ Ka,Kb คือเกลอื ท่เี กิดจากกรดออ่ น เบสออ่ น
2. ปฏิกิรยิ าในข้อใดเกิดไฮโดรลิซสิ ได้
1. ____________ : NO3- + H2O HNO3 + OH-
2. ____________ : HSO4- + H2O H2SO4 + OH-
CH3NH3+ + OH-
3. ____________ : CH3NH2 + H2O PO43+ + H3O+
4. ____________ : HPO42- + H2O CH3 – CH2 – COOH
KOH + H3O+
5. ____________ : CH3 – CH2 – COO- + H2O + OH-
6. ____________ : K+ + H2O
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หน้า 27
3. จากขอ้ มูลทก่ี ำหนดให้ จงระบุวา่ สารตอ่ ไปนี้เป็นเกลือประเภทใด
ลำดับ สารละลาย Ka, Kb CH3COOH ____________
1 HSO4- Ka = 1.2 x 10-2
2 HNO2 Ka = 4.5 x 10-4
3 CH3COOH Ka = 1.8 x 10-5
4 HCN Ka = 4.9 x 10-10
5 HCO3- Ka = 4.7 x 10-11
6 HS- Ka = 1.0 x 10-19
7 NH3 Kb = 1.8 x 10-5
8 HS- Kb = 1.1 x 10-7
KI ___________________
KNO3 ________________ NaCl ________________
NaF _________________ KCN _________________ NH4NO3 ______________ CH3COONH4 __________
NH4CN _______________ NH4NO2 ______________ (NH4)2SO4 ____________ (NH4)2CO3 ____________
NaHS ________________ NaHSO4 ______________ NH4OH ______________ Ca(OH)2 ______________
(NH4)3PO4 ____________ HCOOH ______________ LiOH ________________ KOH _________________
HF __________________ HCN _________________ H3PO4 _______________ H2CO3 _______________
CaCl2 ________________ FeCl2 ________________ HCOOK ______________ NaHCO3 ______________
การนำไฟฟ้าของ กรด – เบส – เกลือ.
สารประกอบท่ีสามารถแตกตัวเปน็ ไอออนได้ จะสามารถนำไฟฟา้ ได้เพราะฉะน้ัน ____________________________
- สารประกอบไอออนิก ทล่ี ะลายน้ำได้ทกุ ตัว แตกตัวเปน็ ไอออนได้ สามารถนำไฟฟา้ ได้ทกุ ตัว
- สารประกอบโคเวเลนต์ ทล่ี ะลายนำ้ ได้ มเี พยี งบางตัวเท่านัน้ ทส่ี ามารถแตกตวั เป็นไอออนได้ ได้แก่ กรด เบส
กรดอ่อน – เบสออ่ น _________________________________________________________________________
กรดแก่ – เบสแก่ _________________________________________________________________________
เกลอื *** _________________________________________________________________________
สารประกอบโคเวเลนต์ทัว่ ๆไป ___________________________________________________________________
จงเปรยี บเทียบการนำไฟฟ้าของสารละลายต่อไปนี้ NaOH HCN KNO3 KCN CH3COONa HCOOH HF CaCO3
CH3OH AgNO3 NH4OH BaSO4 AgCl นำ้ เช่ือม นำ้ ปูนใส แอลกอฮอล์
สารละลายท่ีนำไฟฟา้ ได้ดี ..................................................................................................................................................
สารละลายที่นำไฟฟ้าไดบ้ ้าง ..............................................................................................................................................
สารละลายทีไ่ ม่สามารถนำไฟฟา้ ได้ ....................................................................................................................................
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หนา้ 28
5. การคำนวณคา่ pH , pOH , [H+] , [OH-] , H+, OH-
[H+][OH-] = 1.0 x 10-14 H+ = [H+] x V กำหนดค่า log
pH = - log [H+] 1,000 log 2 = 0.3010
pOH = - log [OH-] log 3 = 0.4771
pH + pOH = 14 OH- = [OH-] x V log 4 = 0.6020
1,000 log 5 = 0.6990
pKa = - logKa
pKa = - logKb
5.1 ความสมั พนั ธข์ องคา่ pH, pOH, [H+], [OH-]
Ex.1 กรดชนิดหน่ึงมคี ่า [H3O+] เทา่ กบั 10-4 mol/L จงหาค่า [OH-] , pH , pOH
Ex.2 เบสชนดิ หน่งึ มีคา่ [OH-] เท่ากับ 10-2 mol/L จงหาค่า [H+] , pH , pOH
Ex.3 สารละลายของยาลดกรดในกระเพาะอาหาร pH 10.0 มีความเขม้ ข้นของไฮดรอกไซด์ไอออน (OH-) เป็นเท่าใด
เอกสารประกอบการเรียนรู้ ว32224 หน้า 29
แบบฝกึ หัดที่ 6 : ความสมั พนั ธ์ของค่า pH, pOH, [H+], [OH-]
1. กรดชนิดหน่ึงมีค่า [H3O+] เท่ากบั 0.02 mol/L จงหาค่า [OH-] , pH , pOH
2. เบสชนดิ หนึ่งมคี ่า [OH-] เท่ากับ 0.003 mol/L จงหาค่า [OH-] , pH , pOH
3. จงหาค่า [OH-], pH, pOH ของสารละลายกรด – เบส ท่มี ีความเขม้ ขน้ ต่างกนั
[H+] 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 10-14
[OH-]
pH
pOH
4. จงหาความสมั พันธ์ของคา่ pH, pOH, [H+], [OH-] ของสารละลายต่อไปน้ี
สารละลาย ABCD E F G H
3 x 10-7 1.7 11.3
[H+] 1 x 10-5 2 x 10-5
[OH-] 1 x 10-8
pH 3
pOH 12
สมบัตกิ รด-เบส
5. สารละลาย HCl เข้มขน้ 2 mol/L มี pH เทา่ ใด
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หน้า 30
5.2 การคำนวณหาค่า pH, pOH, [H+], [OH-] ของกรดแก่ เบสแก่
1. กรดแก่เบสแกแ่ ตกตวั 100 % ระวงั ! เบสหมู่ 2 แตกตัว 2 เท่า และ H2SO4 อนุโลมใหแ้ ตกตัว 2 เทา่
2. โดยปกติแลว้ ในสารละลายกรดและสารละลายเบส นอกจากกรดและเบสแตกตัวแลว้ นำ้ ทอ่ี ยู่ในสารละลายกแ็ ตก
ตวั ไดด้ ้วย โดยแตกตัวให้ [H+] = 10-7 และ [OH-] = 10-7 แตเ่ ราไมค่ ิด [H+] และ [OH-] ทเ่ี กิดจากน้ำเพราะถือวา่
มคี า่ น้อยมาก จะคิดในกรณีทีส่ ารละลายกรดหรอื สารละลายเบสเจอื จางมาก ๆ เชน่ เข้มขน้ นอ้ ยกวา่ 10-6 mol/L
Ex.1 จงคำนวณหาปรมิ าณของ [H+] และ [OH-] ในหนว่ ย mol/L ในสารละลายกรด HBr 0.01 mol/L
Ex.2 HCl เข้มขน้ 1.0 x 10-7 mol/L จะมีค่า pH เท่าใด
Ex.3 จงคำนวณหาปรมิ าณของ OH- เปน็ โมลในสารละลายกรดแก่มอนอโปรตกิ เข้มขน้ 0.1 mol/L ปรมิ าตร 25 mL
Ex.4 ถ้าเตมิ กรด HCl 1 mol/L จำนวน 2 mL ลงในนำ้ 200 mL สารละลายใหมท่ ี่ไดม้ ีค่า pH เท่าใด
เอกสารประกอบการเรียนรู้ ว32224 หนา้ 31
แบบฝึกหัดที่ 7 : การคำนวณหาค่า pH, pOH, [H+], [OH-] ของกรดแก่ เบสแก่
1. จงคำนวณหาปรมิ าณของ [OH-] เป็น mol/L ในสารละลายกรด HCl เขม้ ขน้ 0.1 mol/L
2. จงคำนวณหาปรมิ าณของ OH- เป็นโมล ในสารละลายกรดแก่มอนอโปรตกิ เขม้ ข้น 0.2 mol/L จำนวณ 20 mL
3. เมื่อนำสารละลาย pH เท่ากับ 5 จำนวน 10 mL มาผสมน้ำใหไ้ ด้ 100 mL pH มคี า่ เทา่ ใด
4. สารละลาย HCl 0.1 mol/L 500 mL ผสมกบั กรด HNO3 12.6% โดยมวล/ปรมิ าตร จำนวน 150 mL แล้วเตมิ น้ำลงไปอีก
50 mL ถา้ นำสารละลายมา 250 mL จงหาปรมิ าณของ OH- เป็นโมล
เอกสารประกอบการเรียนรู้ ว32224 หนา้ 32
5. สารละลายกรด HCl เขม้ ขน้ ร้อยละ 0.10 โดยมวล มคี วามหนาแน่น 1.10 กรมั /มลิ ลิลิตร จำนวน 100 มลิ ลลิ ิตร มี pH เท่าใด
6. AOH และ BOH เป็นเบสแก่ มีมวลโมเลกุล 90 และ 180 ตามลำดับ ถ้านำ AOH 7.2 กรมั มาละลายนำ้ 100 mL
และนำ BOH 3.6 กรัม มาละลายน้ำ 50 mL จงเปรียบเทียบ pH ของสารละลายทัง้ สอง
7. การเตรยี มนำ้ ปนู ใส โดยละลายแคลเซยี มไฮดรอกไซด์ (Ca(OH)2) 0.2 กรัม และปรบั จนมปี รมิ าตรเท่ากับ 200 มลิ ลิลติ ร น้ำ
ปูนใสท่ไี ด้มี pH เท่าใด
8. สารละลาย Ba(OH)2 เขม้ ข้น 0.1 mol/L ปรมิ าตร 100 mL เม่อื เตมิ นำ้ ใหม้ ีปรมิ าตรเป็น 400 mL จงคำนวณ pH
ของสารละลาย (log 2.5 = 0.4, log 5 = 0.7)
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หน้า 33
9. HA และ HB เป็นกรดแก่มมี วลโมเลกุล 150 และ 80 ตามลำดับ ถา้ ละลาย HA 12 กรมั ในนำ้ 100 มลิ ลิลิตร สารละลายที่
ไดจ้ ะมี pH เป็นอย่างไร(มากกว่า นอ้ ยกวา่ หรือเท่ากนั ) เม่อื เปรียบเทียบกบั การละลาย HB 4 กรมั ในน้ำ 25 มลิ ลิลิตร
10. เมอื่ ผสมสารละลาย NaOH เขม้ ข้น 5 mol/L 200 mL กบั สารละลาย KOH เขม้ ขน้ 1 mol/L 150 mL ถ้าต้องการให้
สารละลายมีค่า pH = 14.301 จะต้องเตมิ สารละลาย Ca(OH)2 เขม้ ข้น 0.1 mol/L ลงไปกี่ mL
เอกสารประกอบการเรียนรู้ ว32224 หนา้ 34
5.3 หาคา่ pH, pOH, [H+], [OH-] ของกรดออ่ น เบสออ่ น
ใชส้ ูตร
กรด เบส
Ka = [H+]2 Kb = [OH-]2
C C
[H+] = √Ka.C [OH-] = √Kb.C
[H+] x 100 % การแตกตวั = [OH-] x 100
% การแตกตัว = C C
Ex.1 สารละลาย HCN เขม้ ขน้ 2.5 x 10-1 mol/L มีค่า pH เทา่ ใด (Ka = 4 x 10-10)
Ex.2 สารละลายแอมโมเนีย เข้มข้น 0.01 mol/L มีเปอร์เซ็นต์ การแตกตวั เท่ากบั 4.2 จงคำนวณหาความเขม้ ขน้ ของ H3O+
Ex.3 สารละลายเบส BOH มี pH = 11 แตกตัวได้ 5% สารละลายนีม้ ีความสามารถในการละลายก่ีกรัมในนำ้ 500 mL
(มวลอะตอม B = 183)
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หน้า 35
แบบฝึกหดั ท่ี 8 : การคำนวณหาคา่ pH, pOH, [H+], [OH-] ของกรดออ่ น เบสอ่อน
1. สารละลาย NH4OH เขม้ ข้น 0.02 mol/L มีค่า pH โดยประมาณเทา่ ใด เมื่อ Kb ของ NH4OH = 4.5 x 10-6
2. กรด HF เขม้ ข้น 10-2 mol/L มีคา่ Ka = 6.8 x 10-4 จงหาคา่ pH ของสารละลายนี้โดยประมาณ
3. กรด HA เขม้ ขน้ 1 mol/L ปริมาตร 5 mL พบว่า แตกตัวได้ 1% จงหาค่า pH และค่า Ka
4. สารละลายเบสชนดิ หนง่ึ เข้มขน้ 0.01 mol/L และมคี า่ pH เทา่ กบั 12 สารน้แี ตกตวั กเ่ี ปอรเ์ ซน็ ต์
เอกสารประกอบการเรียนรู้ ว32224 หนา้ 36
5. จะตอ้ งเติม HF กก่ี รมั ลงในสารละลาย 1,000 mL เพอ่ื ใหม้ ี pH เทา่ กบั 2 กำหนดให้ Ka ของ HF มคี า่ เทา่ กับ 1 x 10-4
6. H2A เป็นกรดอ่อนเข้มขน้ 0.10 โมลาร์ มี pH = 4.5 และความเขม้ ข้นของ A2- เทา่ กับ 10-12 โมลาร์ ดังน้ัน คา่ Ka1 แตกต่าง
จากค่า Ka2 ก่เี ทา่
5.4 หาค่า pH, pOH, [H+], [OH-] ของกรดแก่ผสมเบสแก่
ปฏกิ ริ ยิ าทีก่ รดและเบสทำปฏกิ ิริยากันเรยี กวา่ ____________________ โดยจะได้ผลิตภัณฑ์คอื _______ และ _______
สมการรูปทว่ั ไป HA + BOH BA + H2O
………. ……… ……….. ………..
เช่น HCl(aq) + NaOH(aq)
โดยปฏกิ ิริยาดังกลา่ วจะทำให้ กรด และ เบส แตกตวั 100% เปน็ ปฏิกิริยาไม่ผันกลับ
หลกั การดุลปฏกิ ิรยิ าสะเทินแบบงา่ ย ๆ
เอาจำนวน H+ ในกรด และจำนวน OH- ในเบสไขวส้ ลบั กนั หรือเอาไอออนไขว้สลับกัน
KOH(aq) + HI (aq)
Mg(OH)2 (aq) + HF (aq)
Al(OH)3 (aq) + H2SO4 (aq)
* ถ้ากรดแกท่ ำปฏิกริ ิยากับเบสแก่ และสารละลายทัง้ คูใ่ ชห้ มดไป pH ของสารละลายที่ได้เท่ากับ 7
* ถา้ ทำปฏกิ ริ ิยากนั แลว้ เหลือกรด pH < 7
* ถา้ ทำปฏิกริ ิยากันแล้วเหลอื เบส pH > 7
เอกสารประกอบการเรียนรู้ ว32224 หนา้ 37
ปกตกิ รดออ่ น เบสออ่ นแตกตัวน้อยมาก แต่ปฏกิ ริ ิยาสะเทนิ กรดออ่ น เบสอ่อน จะแตกตัวอยา่ งสมบรู ณ์ เนื่องจาก
H+ กบั OH- เป็นผลให้เกดิ ปฏกิ ิรยิ าสะเทินแตกตวั อย่างสมบูรณ์
ใชส้ ูตร
Cเหลอื = ac1V1- bC2V2 C = ความเข้มข้น
Vรวม V = ปริมาตร
Cเหลือ = aC1V1- b.mol.1,000 a , b = จานวน H+ หรือ OH- ทแ่ี ตกตัว
Vรวม ได้ในกรดและเบส
หมายเหตุ
1. ถ้าหารด้วย Vรวม : Cเหลือ คอื [H+] หรอื [OH-] ของกรดหรอื เบสตวั นั้นๆ
2. สูตรท่ใี ช้นถ้ี า้ หารด้วย aVรวม : Cเหลือ ในทนี่ คี้ ือสารที่เปน็ กรดหรอื เบสตวั น้ันๆ
3. ค่า a, b ไมต่ ้องใช้ ถ้าโจทยก์ ำหนดสารมาเปน็ ค่า pH หรือ pOH
Ex.1 เม่อื ผสมสารละลาย NaOH เขม้ ข้น 0.1 mol/L จำนวน 100 cm3 กับสารละลายกรด HCl เข้มข้น 0.2 mol/L
จำนวน 100 mL สารละลายน้มี ีค่า pH เทา่ ใด
Ex.2 เม่อื ผสมสารละลาย H2SO4 เขม้ 0.5 mol/L จำนวน 30 mL กับสารละลายเบส NaOH เข้มข้น 1 mol/L จำนวน 20 mL
เข้าดว้ ยกนั สารใดเหลอื ตดิ เป็นความเข้มข้นเทา่ ใด
Ex.3 เมอ่ื ผสมสารละลาย KOH เข้มข้น 0.01 mol/L จำนวน 50 cm3 กบั สารละลายกรด HCl เขม้ ขน้ 0.02 mol/L
จำนวน 100 mL สารละลายน้ีมีค่า pH เท่าใด
เอกสารประกอบการเรียนรู้ ว32224 หน้า 38
แบบฝกึ หดั ที่ 9 : การคำนวณหาคา่ pH, pOH, [H+], [OH-] ของกรดแก่ผสมเบสแก่
1. เมื่อผสมสารละลาย HCl เข้มข้น 0.2 mol/L จำนวน 30 mL กับสารละลายเบส NaOH เขม้ ขน้ 0.05 mol/L
จำนวน 20 mL สารละลายน้มี ี pH เทา่ ใด
2. ถา้ ผสมสารละลาย NH3 เข้มข้น 0.10 mol/L ปริมาตร 25 mL กับสารละลาย HCl เขม้ ข้น 0.15 mol/L
ปรมิ าตร 100 mL ค่า pH ของสารละลายเปน็ เทา่ ใด
3. เมื่อผสมสารละลาย NaOH 2 mol/L จำนวน 100 mL กับสารละลาย NaOH 3 mol/L จำนวน 100 mL และสารละลาย
HCl 2 mol/L จำนวน 100 mL สารละลายท่ีได้มี pH เทา่ ใด
4. เมื่อนำกรดแก่ ซึ่งมีค่า pH เท่ากับ 3 ปริมาตร 10 mL มาผสมกับน้ำจนมีปริมาตรเป็น 890 mL แล้วเติมเบสแก่ลงไป
มี pH = 10 ปริมาตร 10 mL สารละลายทไี่ ด้มี pH เท่าใด
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หน้า 39
6. อนิ ดเิ คเตอร์.
อนิ ดิเคเตอร์ คือ สารที่ใชท้ ดสอบความเปน็ กรด – เบส ของสารละลาย
การเปล่ยี นสีของอนิ ดเิ คเตอร์
HIn + H2O H3O+ + In-
แดง น้ำเงนิ
ถา้ เติมกรดลงไปเปรยี บเสมอื นเติม H3O+ สมดุลย้อนกลับสารละลายจะได้สแี ดง ถา้ เตมิ เบสเปรียบเสมือนเตมิ OH- ,
OH- จะไปดึง H3O+ ใหก้ ลายเปน็ นำ้ สมดลุ ไปขา้ งหนา้ สารละลายเปน็ สนี ้ำเงนิ
ชว่ ง pH ของการเปล่ียนสีของอนิ ดิเคเตอร์
ลำดบั อนิ ดิเคเตอร์ ช่วง pH ทีเ่ ปลีย่ นสี สีท่ีเปลีย่ นสี 1 รปู แสดงช่วงการเปลย่ี นสี
1 ไทมอลบลู (กรด) 1.2 – 2.8 แดง – เหลอื ง 1
เหลือง – น้ำเงิน 1 7 14
2 โบรโมฟีนอลบลู 3.0 – 4.6 นำ้ เงนิ – แดง 1 7 14
แดง – เหลอื ง 1 7 14
3 คองโกเรด 3.0 – 5.0 เหลือง – นำ้ เงนิ 1 7 14
แดง – เหลือง 1 7 14
4 เมทิลออเจนจ์ 3.2 – 4.4 แดง – นำ้ เงิน 1 7 14
เหลอื ง – นำ้ เงนิ 1 7 14
5 โบรโมครีซอลกรนี 3.8 – 5.4 เหลือง – แดง 1 7 14
เหลือง – น้ำเงนิ 1 7 14
6 เมทลิ เรด 4.2 – 6.3 ไมม่ สี ี – ชมพู 1 7 14
ไมม่ ีสี – นำ้ เงนิ 1 7 14
7 อะโซลติ มิน (ลิตมัส) 5.0 – 8.0 เหลือง – แดง 7 14
7 14
8 โบรโมไทมอลบลู 6.0 – 7.6
9 ฟนี อลเรด 6.8 – 8.4
10 ไทมอลบลู (เบส) 8.0 – 9.6
11 ฟีนอลฟ์ ทาลีน 8.3 – 10.0
12 ไทมอล์ฟทาลนี 9.4 – 10.6
13 อะลิซาลินเยลโล 10.1 – 12.0
จากตารางขา้ งบนจงตอบคำถามต่อไปนี้
1. ถ้าหยดโบรโมฟนี อลบลู ลงในสารละลาย 3 หลอด ได้ผลดังนี้
หลอดที่ 1 ไดส้ ารละลายสีเหลือง แสดงวา่ มสี มบัติเปน็ __________________________คา่ pH_______________
หลอดที่ 2 ได้สารละลายสีเขยี ว แสดงว่ามีสมบัตเิ ป็น__________________________คา่ pH_______________
หลอดท่ี 3 ได้สารละลายสนี ำ้ เงิน แสดงว่ามสี มบัติเปน็ __________________________คา่ pH_______________
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หน้า 40
2. ถา้ หยดโบรโมไทมอลบลู ลงในสารละลาย 3 หลอด ได้ผลดังน้ี
หลอดท่ี 1 ไดส้ ารละลายสีเหลือง แสดงว่ามสี มบัติเป็น__________________________ค่า pH_______________
หลอดท่ี 2 ได้สารละลายสีเขยี ว แสดงว่ามีสมบัติเป็น__________________________คา่ pH_______________
หลอดท่ี 3 ไดส้ ารละลายสีน้ำเงิน แสดงวา่ มีสมบัตเิ ป็น__________________________ค่า pH_______________
3. ในสารละลาย pH ต่อไปน้ี อนิ ดิเคเตอรจ์ ะใหส้ ีใด
pH = 3 เมทลิ ออเรนจ์ให้สี _______________________________________________________________
pH = 6 ลิตมัสใหส้ ี_____________________________________________________________________
pH = 8 ฟินอล์ฟทาลีนใหส้ ี_______________________________________________________________
การคำนวณหาช่วง pH.
ช่วง pH = - logKHIn ± 1 หรอื ชว่ ง pH = pKHIn ± 1
Ex. อินดเิ คเตอรช์ นิดหนงึ่ มคี ่า KHIn = 1.0 x 10-3 การเปลย่ี นสจี ะเปล่ียนจากสีเหลอื งเป็นสนี ้ำเงนิ เมอื่ นำอนิ ดเิ คเตอร์นีม้ า
ตรวจสอบสารที่มี pH = 1 , pH = 2.5 , pH = 3.4 , pH = 6 , pH = 9 สารละลายจะมสี ีใดตามลำดบั
ประโยชน์ของช่วง pH ของอนิ ดเิ คเตอร์.
1. ใช้บอก pH ของสารละลาย
การใชอ้ ินดิเคเตอรเ์ พยี งชนิดเดียวทดสอบความเปน็ กรด-เบส จะบอกคา่ pH ไดใ้ นชว่ งกว้างๆ ถ้าต้องการบอกค่า pH ให้
ละเอยี ดข้ึน ทำได้โดยใช้ ยูนิเวอร์ซลั อินดเิ คเตอร์ จะบอกคา่ pH ไดเ้ กือบทกุ คา่ เนอ่ื งจากยูนเิ วอรซ์ ลั อินดเิ คเตอร์เกดิ จาก นำ
อนิ ดเิ คเตอรห์ ลายชนิดมาผสมกันในสัดส่วนพี่พอเหมาะ หรือการบอกคา่ pH ของสารละลายอาจทำได้โดยใชอ้ นิ ดเิ คเตอร์
หลายๆชนดิ ดังนี้
Ex.1 เม่ือนำสารละลาย X มาตรวจสอบกับอินดิเคเตอร์ตอ่ ไปน้ี
อินดิเคเตอร์ ช่วง pH การเปลย่ี นสี สขี องสารละลาย X คา่ pH
A 8.3 – 10.4 ไม่มีสี – แดง ไมม่ สี ี
B 4.4 – 6.0 แดง – เหลือง เหลอื ง
C 6.0 – 7.6 เหลอื ง – นำ้ เงิน เขยี ว
D 6.7 – 8.3 เหลือง – แดง สม้
สารละลาย X มี pH เทา่ ใด______________________________________________________________________
2. ใช้เป็นตัวบอกจดุ ยตุ ิในการไทเทรต
เอกสารประกอบการเรียนรู้ ว32224 หน้า 41
- ถ้าไทเทรต กรดแก่ เบสแก่ ใชอ้ นิ ดเิ คเตอรท์ ีม่ ชี ่วง pH = 7
- ถ้าไทเทรต กรดแก่ เบสออ่ น ใช้อนิ ดิเคเตอร์ท่มี ชี ่วง pH < 7
- ถ้าไทเทรต กรดออ่ น เบสแก่ ใช้อนิ ดเิ คเตอร์ทม่ี ชี ่วง pH > 7
Ex.1 ในการไทเทรตกรดและเบสคตู่ ่างๆ ต่อไปน้ี อินดิเคเตอรใ์ ดเหมาะสมท่สี ดุ กำหนดอนิ ดเิ คเตอรใ์ ห้ดงั นี้
อินดเิ คเตอร์ A มีชว่ ง pH = 3 - 4
อินดเิ คเตอร์ B มีช่วง pH = 6 - 8
อินดิเคเตอร์ C มชี ว่ ง pH = 9 - 10
1. NaOH + CH3COOH _____________________ 2. HCl + NaOH ____________________________
3. HCN + KOH __________________________ 4. NH4OH + HNO3 ____________________________
5. HI + LiOH __________________________ 6. H3PO4 + Al(OH)3 ___________________________
แบบฝกึ หัดท่ี 10 : อินดเิ คเตอร์
1. สารละลาย A B และ C เม่ือนำไปหยดดว้ ยอนิ ดเิ คเตอร์ 4 ชนดิ ให้สีปรากฏดังตาราง
อนิ ดิเคเตอร์ ชว่ งpHทเี่ ปลีย่ นสี สารละลาย A สีที่ปรากฏ สารละลาย C
สม้ สารละลาย B เหลอื ง
เมทลิ ออเรจน์ 3.2 – 4.4 ส้ม เหลอื ง
(แดง - เหลอื ง) เหลอื ง เหลือง แดง
ไมม่ ีสี ชมพู
เมทลิ เรด 4.2 – 6.3 เหลือง
(แดง - เหลอื ง)
ส้ม
ฟีนอลเรด 7.1 – 8.4
(เหลือง - แดง) ไมม่ สี ี
ฟีนอลฟ์ ทาลีน 8.3 – 10.0
(ไมม่ ีสี - ชมพู)
1.1 สารละลายแตล่ ะชนิดมีชว่ ง pH เท่าใด
1.2 สารละลายแตล่ ะชนดิ มีสมบตั ิความเปน็ กรด-เบส อย่างไร
เอกสารประกอบการเรียนรู้ ว32224 หน้า 42
Ex.2 เมอ่ื นำน้ำทงิ้ จากโรงงานแห่งหน่งึ มากรอง ไดส้ ารละลายใสไม่มีสี แบง่ สารละลายมาเติมอินดเิ คเตอร์ตา่ งๆลงไปได้ผลดงั น้ี
อินดิเคเตอร์ ชว่ ง pH ทเี่ ปลย่ี นสี สีท่อี ินดิเคเตอร์ สีของสารละลายหลังจากเตมิ อินดเิ คเตอร์ ค่า pH
ตามปกติ เปลย่ี นตามปกติ ลงไป 3 หยด
เมทิลเรด 3.8 – 6.3 แดง – เหลอื ง สม้
ลติ มสั 5.8 – 8.1 แดง – น้ำเงนิ ม่วง
ฟินอลเรด 6.6 – 8.3 เหลือง – แดง เหลือง
เมทิลออเรนจ์ 3.1 – 4.4 แดง – เหลือง เหลอื ง
โบรโมไทมอลบลู 6.0 – 7.1 เหลอื ง – นำ้ เงนิ เขียวอมแดง
สารละลายมี pH ประมาณ ________________________________________________________________________
7. การไทเทรต
ปฏกิ ิริยาสะเทนิ ระหว่างกรดและเบสสามารถนำมาใชห้ าความเขม้ ข้นของสารละลายทไี่ มท่ ราบความเข้มขน้ โดยใช้
วิธรการทีเ่ รียกว่า การไทเทรต (titration) เปน็ วธิ ีการหาความเขม้ ขน้ หรือปริมาณของสารในสารละลายตวั อย่าง โดยให้
ทำปฏิกิริยากบั สารทีท่ ราบความเข้มขน้ (สารละลายมาตรฐาน : standard solution) จนถึงจุดท่ีสารทั้งสองทำ
ปฏิกริ ยิ าพอดีกนั ซง่ึ เรยี กว่า จดุ สมมูล(equivalent point) และวดั ปรมิ าตรของสารทีท่ ำปฏิกิรยิ าพอดกี นั
เครือ่ งมือและอปุ กรณ์ท่ีใชใ้ นการไทเทรต.
ในการวัดปริมาตรของสารละลายในการไทเทรต จะตอ้ งใชอ้ ปุ กรณ์ท่วี ัดปริมาตรไดล้ ะเอียด ได้แก่ บวิ เรตต์ ปเิ ปตต์
สารละลายมาตรฐาน ปเิ ปตต์ แสดงการไทเทรตสารละลาย กรด – เบส
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หน้า 43
จดุ ยตุ ิ และจุดสมมูล,
จุดสมมูลหรือจดุ สะเทิน (Equivalent point) คอื จุดที่สารละลายทงั้ สองทำปฏกิ ิรยิ าพอดกี ัน หรือ จุดท่ีจำนวน
โมลของไฮโดรเนยี มไอออน (H3O+) พอดีกับจำนวนโมลของไฮดรอกไซดไ์ อออน (OH-)
จุดยตุ ิ (End point) คอื จดุ ท่หี ยุดการไทเทรต (__________________________________________________)
pH ของปฏกิ ริ ยิ าสะเทิน.
ปฏกิ ริ ยิ าท่สี ะเทนิ จุดสะเทิน pH ไมจ่ ำเปน็ ต้องเท่ากบั 7 pH เหล่าน้จี ะขึ้นอยูก่ บั ชนิดของกรดและเบส ดงั นี้
- ถ้าไทเทรต กรดแก่ กบั เบสแก่ จดุ สะเทนิ มี pH = 7 * _________________________________
- ถา้ ไทเทรต กรดแก่ กับ เบสออ่ น จดุ สะเทิน มี pH < 7 * _________________________________
- ถา้ ไทเทรต กรดออ่ น กบั เบสแก่ จุดสะเทิน มี pH > 7 * _________________________________
Ex.1 ถ้าไทเทรตสารละลาย NaOH กบั กรด HCl จดุ ยุติ pH เท่าใด เพราะเหตุใด
Ex.2 ถา้ ไทเทรตสารละลาย KOH กบั กรด HCN จุดยตุ ิ pH เทา่ ใด เพราะเหตใุ ด
Ex.3 ถา้ ไทเทรตสารละลาย NH4OH กบั กรด HI จดุ ยตุ ิ pH เท่าใด เพราะเหตุใด
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หนา้ 44
กราฟแสดง pH ของการไทเทรต.
จดุ สมมูลของการไทเทรตกรด-เบส หาได้จากการวัด pH ของสารละลายจาก pH มิเตอร์ แลว้ นำมาเขยี นกราฟ
ความสมั พนั ธ์ระหว่าง pH กับปริมาตรของสารละลายท่เี ป็นตวั ไทเทรต (titrant) ซง่ึ เรียกว่า กราฟการไทเทรต (titration curve)
1. การไทเทรตระหวา่ งกรดแก่ HCl กับ เบสแก่ NaOH
NaOH Volume NaOH pH
HCl added (mL)
1.00
0.0 1.18
5.0 1.37
10.0 1.60
15.0 1.95
20.0 2.20
22.0 2.69
24.0 7.00
25.0 11.29
26.0 11.75
28.0 11.96
30.0 12.22
35.0 12.36
40.0 12.46
45.0 12.52
50.0
จดุ สมมูล pH ________________ เพราะ _________________ ใช้สารละลาย ______________________________
2. การไทเทรตระหวา่ งกรดอ่อน CH3COOH กับ เบสแก่ NaOH
NaOH Volume NaOH pH
CH3COOH added (mL)
2.87
0.0 4.14
5.0 4.57
10.0 4.92
15.0 5.35
20.0 5.61
22.0 6.12
24.0 8.72
25.0 11.29
26.0 11.75
28.0 11.96
30.0 12.22
35.0 12.36
40.0 12.46
45.0 12.52
50.0
จุดสมมูล pH ________________ เพราะ _________________ ใช้สารละลาย______________________________
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หนา้ 45
3. การไทเทรตระหว่างเบสออ่ น NH4OH กับ กรดแก่ HCl
HCl Volume NaOH pH
NH4OH added (mL)
11.13
0.0 9.86
5.0 9.44
10.0 9.08
15.0 8.66
20.0 8.39
22.0 7.88
24.0 5.28
25.0 2.70
26.0 2.22
28.0 2.00
30.0 1.70
35.0 1.52
40.0 1.40
45.0 1.30
50.0
จุดสมมูล pH ________________ เพราะ _________________ ใช้สารละลาย______________________________
4. การไทเทรตระหว่าง CH3COOH กบั NH4OH
NH4OH
pH
CH3COOH pH NH4OH (cm3)
NaOH (cm3)
5. การไทเทรตระหว่าง H2SO4 กับ NaOH
NaOH
H2SO4
เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หนา้ 46
การหาจุดยุติ,
1. ดูจากการเปลี่ยนสีของอนิ ดิเคเตอร์
ซึง่ ตอ้ งเลอื กอนิ ดิเคเตอร์ใหเ้ หมาะสม คือ อินดิเคเตอร์ที่มีชว่ งการเปลย่ี นแปลง pH ใกล้เคยี งกบั pH ของสารละลาย
ท่ีจุดยตุ มิ ากที่สุด
1. การไทเทรตกรดแก่กับเบสแก่ จุดยตุ ิของการไทเทรตเปล่ียนแปลงเร็วมาก เมือ่ เติมกรดหรอื เบสเพียงเลก็ นอ้ ย ดังนัน้ จึง
สามารถใช้อินดิเคเตอรไ์ ดเ้ กอื บทกุ ชนิด เนอ่ื งจากมชี ่วงการเปล่ยี นแปลงท่ี pH ทีก่ ว้างมาก
2. การไทเทรตกรดแก่กบั เบสออ่ น pH ที่จดุ สมมูล < 7 อินดิเคเตอร์ที่เหมาะสม ตอ้ งเปลย่ี นสเี ม่อื pH < 7 เช่นเมทลิ เรด
3. การไทเทรตกรดอ่อนกับเบสแก่ pH ที่จดุ สมมูล > 7 อนิ ดิเคเตอรท์ ่เี หมาะสม ตอ้ งเปลยี่ นสีเมื่อ pH > 7 เช่น
ฟนิ อลฟ์ -ทาลีน
ไม่นยิ มไทเทรตกรดอ่อน เบสอ่อน เพราะชว่ ง pH เปล่ียนแปลงส้ันมาก ทำให้การคำนวณผิดพลาด
ลำดบั อินดิเคเตอร์ ชว่ ง pH ทเี่ ปลย่ี นสี สีท่เี ปลี่ยนสี รูปแสดงช่วงการเปลยี่ นสี
1 ไทมอลบลู (กรด) 1.2 – 2.8 แดง – เหลือง 7 14
1
2 โบรโมฟีนอลบลู 3.0 – 4.6 เหลือง – นำ้ เงิน 7 14
1
3 คองโกเรด 3.0 – 5.0 นำ้ เงนิ – แดง 1 7 14
4 เมทิลออเจนจ์ 3.2 – 4.4 แดง – เหลือง 1 7 14
5 โบรโมครีซอลกรนี 3.8 – 5.4 เหลอื ง – น้ำเงนิ 1 7 14
6 เมทลิ เรด 4.2 – 6.3 แดง – เหลือง 1 7 14
7 อะโซลติ มนิ (ลติ มัส) 5.0 – 8.0 แดง – นำ้ เงนิ 1 7 14
8 โบรโมไทมอลบลู 6.0 – 7.6 เหลือง – นำ้ เงิน 1 7 14
9 ฟีนอลเรด 6.8 – 8.4 เหลือง – แดง 7 14
10 ไทมอลบลู (เบส) 8.0 – 9.6 1 7 14
เหลอื ง – น้ำเงนิ
1
11 ฟนี อล์ฟทาลีน 8.3 – 10.0 ไม่มีสี – ชมพู 7 14
12 ไทมอลฟ์ ทาลีน 9.4 – 10.6 1 7 14
ไมม่ สี ี – นำ้ เงิน
1
13 อะลิซาลินเยลโล 10.1 – 12.0 เหลือง – แดง 7 14
1
การใชอ้ นิ ดิเคเตอรช์ นิดต่างๆบอกจุดยตุ ิ 2. การไทเทรต NH4OH กบั HCl
1. การไทเทรตกรด HCl กบั NaOH
NaOH ฟนิ อล์ฟทาลีน ฟนิ อลฟ์ ทาลนี
เมทิลเรด โบรโมครซี อลกรีน
ไทมอลบลู เมทลิ ออเรนจ์
ไทมอลบลู
Ex.1 ขอ้ มูลต่อไปน้ี ใช้ประกอบการตอบคำถามข้อ 1 - 2 เอกสารประกอบการเรยี นรู้ ว32224 หน้า 47
อดิ เิ คเตอร์ ชว่ ง pH ทเี่ ปล่ียนสี สีที่เปล่ยี น
แดง – เหลอื ง
A 1.2 – 2.0 เหลือง – นำ้ เงิน
B 1.8 – 2.8 นำ้ เงนิ – แดง
C 2.2 – 3.6 แดง – เหลือง
D 3.3 – 4.4 เหลอื ง – นำ้ เงนิ
E 3.8 – 5.4 แดง – นำ้ เงนิ
F 5.0 – 6.8 เหลือง – มว่ ง
G 6.0 – 7.6 เหลอื ง – นำ้ เงนิ
H 7.0 – 8.8 ไม่มสี ี – แดง
I 8.0 – 9.6 ไม่มสี ี – นำ้ เงิน
J 9.4 – 10.6 เหลอื ง – แดง
K 10.1 – 12.0 แดง – เหลือง
L 12.3 – 13.2 น้ำเงิน – แดง
M 13.0 – 13.5
1. นำกรด HCl มาไทเทรตกบั NaOH ได้ผลดังน้ี
1. อินดิเคเตอรใ์ ดเหมาะสมใช้บอกจุดยตุ ิของ NaOH กบั HCl ________________________________________
2. อนิ ดเิ คเตอรใ์ ดเปล่ยี นสกี ่อนถงึ จดุ สมมลู ______________________________________________________
3. อนิ ดิเคเตอรใ์ ดเปล่ียนสีหลงั ถงึ จุดสมมูล ______________________________________________________
4. ถา้ ใช้ H เปน็ อดิ ิเคเตอร์ ณ จุดยุติ สจี ะเปลีย่ นแปลงอย่างไร ________________________________________
5. จุดยตุ ใิ ช้ NaOH กี่ลูกบาศก์เซนติเมตร _______________________________________________________
6. ถ้าใชอ้ ินดิเคเตอร์ F จุดยุติจะใช้ NaOH กี่ลูกบาศก์เซนติเมตร ______________________________________
7. ถ้าใช้อนิ ดเิ คเตอร์ H จุดยตุ จิ ะใช้ NaOH ก่ีลูกบาศก์เซนตเิ มตร ______________________________________
The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
M5 บทที่ 10 กรด-เบส
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search