บทท�� 6 สารละลายและสมดุ�ลกรดุเบส

ดร.อุ�ษาร�ตน์ ร�ตน์คำ าน์วณภาคำว�ชาเคำมี� มีหาว�ทยาลั�ยแมี�โจ้�

องค์�ประกอบของสารละลาย สารลัะลัาย คำ!อุ ขอุงผสมีเน์!%อุเด�ยวท�&เกิ�ดจ้ากิ

อุงคำประกิอุบ 2 ชน์�ด หร!อุมีากิกิว�า อุงคำประกิอุบท�&มี�ปร�มีาณมีากิกิว�า “ ตั�วท�า

ละลาย” (solvent) อุงคำประกิอุบท�&มี�ปร�มีาณน์�อุยกิว�า “ตั�วถู�ก

ละลาย” (solute) สารละลายท��ม�น้ำ��าเป น้ำตั�วท�าละลาย สารละลาย

ใน้ำน้ำ��า Aqueous solution

ชน้ำ#ดุของสารละลาย แบ�งได� 3 ชน์�ด ตามีสถาน์ะ คำ!อุ สารลัะลัายแกิ,ส สารลัะลัายขอุงเหลัว แลัะสารลัะลัายขอุงแข-ง

สารลัะลัาย สถาน์ะขอุงต�วท าลัะลัาย

สถาน์ะขอุงต�วถ.กิลัะลัาย

ต�วอุย�างสารลัะลัาย

สารลัะลัายแกิ,ส

แกิ,สแกิ,สแกิ,ส

ขอุงแข-งขอุงเหลัวแกิ,ส

ไอุขอุง I2 ใน์

อุากิาศอุากิาศช!%น์ (น์ %าใน์อุากิาศ)อุากิาศ (O2 แลัะอุ!&น์ๆใน์ N

2)

สารลัะลัายขอุงเหลัว

ขอุงเหลัวขอุงเหลัวขอุงเหลัว

ขอุงแข-งขอุงเหลัวแกิ,ส

น์ %าเกิลั!อุ (น์ %า+เกิลั!อุแกิง)

แอุลักิอุฮอุลัใน์น์ %าโซดา (CO2 ใน์น์ %า)

สารลัะลัายขอุงแข-ง

ขอุงแข-งขอุงแข-งขอุงแข-ง

ขอุงแข-งขอุงเหลัวแกิ,ส

โลัหะเจ้!อุ เช�น์ Cu ใน์ ZnHg ใน์ AgH2 ใน์ Pd

ค์วามเข$มข$น้ำของสารละลาย ปร�มีาณขอุงต�วถ.กิลัะลัายท�&มี�อุย.�ใน์สารลัะลัาย ส�วน์ใหญ่�มี�กิระบ�เป5น์ มวลของตั�วถู�กละลายตั%อ

ปร#มาตัรของสารละลาย หน์�วย SI คำ!อุ โมีลัต�อุลั.กิบาศกิเมีตร

ร$อยละของตั�วถู�กละลาย (Percent) ร$อยละโดุยน้ำ��าหน้ำ�ก (%W/W) : น์ %าหน์�กิขอุงต�วลั.กิลัะลัายท�&ลัะลัายอุย.�ใน์สารลัะลัาย 100 หน์�วยน์ %าหน์�กิเด�ยวกิ�น์ เช�น์ สารลัะลัาย NaCl เข�มีข�น์ 2% โดยน์ %าหน์�กิ หมีายถ6ง NaCl หน์�กิ 2 กิร�มี ลัะลัายใน์สารลัะลัาย NaCl หน์�กิ 100 กิร�มี ซ6&งเตร�ยมีได�โดยช�&ง NaCl 2 กิร�มี มีาลัะลัายใน์น์ %า 98 กิร�มี จ้ะได�สารลัะลัายหน์�กิ 100 กิร�มี หน์�วยน์�%ใช�กิ�น์มีากิเมี!&อุต�วถ.กิลัะลัายเป5น์ขอุงแข-ง

ร$อยละ (Percent)

ร$อยละโดุยปร#มาตัร (%V/V) : ปร�มีาตรขอุงต�วถ.กิลัะลัายท�&ลัะลัายอุย.�ใน์สารลัะลัาย 100 หน์�วยปร�มีาตร เช�น์ สารลัะลัายแอุลักิอุฮอุลัเข�มีข�น์ 10% โดยปร�มีาตร หมีายถ6ง แอุลักิอุฮอุลั 10 ลั.กิบาศกิเซน์ต�เมีตร ลัะลัายอุย.�ใน์สารลัะลัาย 100 ลั.กิบาศกิเซน์ต�เมีตร หน์�วยน์�%ใช�เมี!&อุต�วถ.กิลัะลัายเป5น์ขอุงเหลัว

ร$อยละ (Percent)

ร$อยละโดุยน้ำ��าหน้ำ�กตั%อปร#มาตัร (%W/V) : น์ %าหน์�กิขอุงต�วถ.กิลัะลัายท�&ลัะลัายอุย.�ใน์สารลัะลัาย 100 หน์�วยปร�มีาตร เช�น์ สารลัะลัาย KCl เข�มีข�น์ 10 % โดยน์ %าหน์�กิต�อุปร�มีาตร หมีายถ6ง KCl หน์�กิ 10 กิร�มี ลัะลัายอุย.�ใน์สารลัะลัาย 100 ลั.กิบาศกิเซน์ต�เมีตร

Example 6.1 ถู$าตั$องการเตัร�ยมสารละลาย BaCl2 เข$มข$น้ำ 12.0% โดุยน้ำ��าหน้ำ�ก จำ�าน้ำวน้ำ 50 กร�ม จำากเกล)อ BaCl2.2H2O และน้ำ��าบร#ส�ทธิ์#+ จำะเตัร�ยมไดุ$อย%างไร (Ba=137.3, Cl=35.5, H=1.0, O=16.0)ว#ธิ์�ท�า BaCl2 เข�มีข�น์ 12.0% โดยน์ %าหน์�กิ หมีายถ6ง

สารลัะลัายหน์�กิ 100 กิร�มี มี� BaCl2 ลัะลัายอุย.� 12 กิร�มี ด�งน์�%น์ถ�า สารลัะลัายหน์�กิ 50 กิร�มี จ้ะมี� BaCl2 ลัะลัายอุย.� = 5012 = 6 กิร�มี

แต�สารลัะลัายน์�%เตร�ยมีจ้ากิ BaCl2.2H2O ไมี�ใช�จ้ากิ BaCl2 จ้6งต�อุงหาว�าจ้ะช�&ง BaCl2.2H2O มีาหน์�กิกิ�&กิร�มี แลัะลัะลัายใน์น์ %ากิ�&กิร�มี

100

Example 6.1 (ตั%อ)

มีวลัโมีเลักิ�ลัขอุง BaCl2 = 208.3

มีวลัโมีเลักิ�ลัขอุง BaCl2.2H2O = 244.3

แสดงว�าถ�าต�อุงกิาร BaCl2 208.3 กิร�มี จ้ะต�อุงใช� BaCl2.2H2O 244.3 กิร�มีเมี!&อุต�อุงกิาร BaCl

2 6 กิร�มี จ้6งต�อุงใช� BaCl2.2H2O = 6

244.3 = 7.04 กิร�มี

ด�งน์�%น์ต�อุงใช� BaCl2.2H2O หน์�กิ 7.04 กิร�มี ลัะลัายใน์น์ %า 42.96 กิร�มี จ้6งจ้ะได�สารลัะลัาย BaCl2 เข�มีข�น์ 12.0% โดยน์ %าหน์�กิ จ้ าน์วน์ 50 กิร�มี Ans

208.3

หมีายถ6งจ้ าน์วน์โมีลัขอุงต�วถ.กิลัะลัายท�&ลัะลัายอุย.�ใน์สารลัะลัาย 1 ลั.กิบาศกิเดซ�เมีตร หน์�วยคำ!อุ โมีลัต�อุลั.กิบาศกิเดซ�เมีตร (mol/dm3), โมีลัต�อุลั�ตร (mol/L), หร!อุ โมีลัาร (Molar, M) เช�น์ ถ�าน์ า NaCl หน์�กิ 58.44 กิร�มี (1 โมีลั) มีาเต�มีน์ %าจ้น์สารลัะลัายท�&ได�มี�ปร�มีาตร 1 ลั.กิบาศกิเดซ�เมีตร สารลัะลัาย NaCl ท�&ได�น์�%จ้ะมี�คำวามีเข�มีข�น์ 1 โมีลัาร หร!อุอุาจ้กิลั�าวได�ว�า สารลัะลัาย NaCl เข�มีข�น์ 1 โมีลัาร หมีายถ6ง สารลัะลัาย NaCl 1 ลั.กิบาศกิเดซ�เมีตร มี� NaCl ลัะลัายอุย.� 1 โมีลั จ้ าน์วน์โมีลั ส�มีพั�น์ธ์กิ�บ น์ %าหน์�กิขอุงสาร ด�งน์�%

จ้ าน์วน์โมีลั = น์ %าหน์�กิ (g ) n = m

โมลาร#ตั� (Molarity)

มีวลัโมีเลักิ�ลั (g/mol)

M.W.

สารละลาย H2SO4 เข$มข$น้ำ 27% โดุยน้ำ��าหน้ำ�ก และม�ค์วามหน้ำาแน้ำ%น้ำ 1.198 g/cm3 จำะม�ค์วามเข$มข$น้ำก��โมลาร� (H = 1.0, S = 32, O = 16.0)ว�ธ์�ท า ต�อุงหาว�ามี� H2SO4 กิ�&โมีลั ใน์สารลัะลัาย 1 dm3

จ้ากิคำ�าคำวามีหน์าแน์�น์ สารลัะลัาย 1.198 g มี�ปร�มีาตร 1 cm3

ถ�าสารลัะลัายหน์�กิ 100 g จ้ะมี�ปร�มีาตร = 1001 = 83.472 cm3

จ้ากิโจ้ทย H2SO4 เข�มีข�น์ 27% โดยน์ %าหน์�กิ

แสดงว�า สารลัะลัาย 100 กิร�มี หร!อุ 83.473 cm3 มี� H2SO4 อุย.� 27 กิร�มี หร!อุ 27 โมีลั

ด�งน์�%น์ ถ�าสารลัะลัาย 1000 cm3 (1 dm3) จ้ะมี� H2SO4 = 1000 cm3 27 โมีลั = 3.30 โมีลั

Example 6.2

98

1.198

98

83.473 cm3 สารลัะลัาย H2SO4 เข�มีข�น์

3.30 โมีลัาร Ans

โมแลลร#ตั� (Molality) หมีายถ6งจ้ าน์วน์โมีลัขอุงต�วถ.กิลัะลัายท�&ลัะลัายอุย.�ใน์ต�วท าลัะลัายหน์�กิ 1 กิ�โลักิร�มี หน์�วยคำ!อุ โมีลัต�อุกิ�โลักิร�มี หร!อุโมีแลัลั (molal, m) เช�น์ สารลัะลัาย HNO3 เข�มีข�น์ 2.0 โมีแลัลั จ้ะมี� HNO3 2 โมีลั ลัะลัายอุย.�ใน์น์ %า 1 กิ�โลักิร�มี ซ6&งเตร�ยมีได�โดยน์ ากิรด HNO3 มีา 2 โมีลั เต�มีลังใน์น์ %าซ6&งหน์�กิ 1 กิ�โลักิร�มี กิารเตร�ยมีสารใน์คำวามีเข�มีข�น์น์�%มี�กิไมี�น์�ยมี เน์!&อุงจ้ากิไมี�สะดวกิ เพัราะต�อุงช�&งน์ %าหน์�กิขอุงต�วท าลัะลัาย แต�ใน์งาน์ท�&ต�อุงกิารเปลั�&ยน์อุ�ณหภ.มี�ใน์ช�วงท�&แตกิต�างกิ�น์มีากิกิ-มี�น์ใช�หน์�วยคำวามีเข�มีข�น์น์�%เน์!&อุงจ้ากิผลักิารเปลั�&ยน์อุ�ณหภ.มี�จ้ะไมี�ท าให�คำวามีเข�มีข�น์ใน์หน์�วยน์�%เปลั�&ยน์ไป

Example 6.3

น้ำ��าตัาลซึ่.�งม�ส�ตัร C12H22O11 หน้ำ�ก 10 กร�ม ละลายน้ำ��า 125 กร�ม จำะม�ค์วามเข$มข$น้ำก��โมแลล (C = 12.0, H = 1, O = 16.0) ว#ธิ์�ท�า น์ %า 125 กิร�มี มี�น์ %าตาลัลัะลัายอุย.� 10 กิร�มี = 10 โมีลั

ด�งน์�%น์ น์ %า 1000 กิร�มี (1 กิ�โลักิร�มี ) จ้ะมี�น์ %าตาลัลัะลัายอุย.� 1000 กิร�มี 10 โมีลั

= 0.23 โมีลั สารลัะลัายมี�คำวามีเข�มีข�น์ 0.23 โมีแลัลั Ans

342

342

125 กิร�มี

ฟอร�มาล#ตั� (Formality) หมีายถ6ง จ้ าน์วน์กิร�มีส.ตรขอุงต�วถ.กิลัะลัายท�&ลัะลัายอุย.�ใน์สารลัะลัาย 1 ลั.กิบาศกิเดซ�เมีตร หน์�วยคำ!อุ ฟอุรมีาลั (formal, F) คำลั�ายกิ�บหน์�วยโมีลัาร ต�างกิ�น์ท�& หน์�วยโมีลัารใช�กิ�บสารประกิอุบท�&มี�ส.ตรโมีเลักิ�ลั แต�หน์�วยฟอุรมีาลัใช�กิ�บสารประกิอุบไอุอุอุน์�กิซ6&งไมี�มี�ส.ตรโมีเลักิ�ลั เช�น์ NaOH เมี!&อุลัะลัายน์ %าจ้ะแตกิต�วเป5น์ Na+ แลัะ OH- หมีดโดยไมี�มี� NaOH เหลั!อุอุย.�ใน์สภาพัโมีเลักิ�ลัใน์สารลัะลัายเลัย สารลัะลัาย NaOH 1 ฟอุรมีาลั จ้ะมี� NaOH 1 กิร�มีส.ตร ซ6&งหน์�กิ 40 กิร�มี ใน์สารลัะลัาย 1 ลั.กิบาศกิเดซ�เมีตร แต� น์�กิเคำมี�มี�กิจ้ะใช� “โมีลัาร�ต�” แทน์ “ฟอุรมีาลั�ต�” เสมีอุ เช�น์ NaOH 1 ฟอุรมีาลั มี�กิจ้ะกิลั�าวเป5น์ NaOH 1 โมีลัาร 1 กิร�มีส.ตร = น์ %าหน์�กิโมีเลักิ�ลั ขอุงสารน์�%น์ๆ

Example 6.4 ถู$าตั$องการเตัร�ยมสารละลาย Pb(NO3)2 เข$มข$น้ำ 0.1 F จำ�าน้ำวน้ำ 1 dm3 จำะ

ตั$องใช$ Pb(NO3)2 หน้ำ�กเท%าใดุ และสารละลาย Pb(NO3)2 เข$มข$น้ำ 0.1 F น้ำ��จำะม� Pb2+ และ NO3

- เข$มข$น้ำก��โมลาร� (Pb = 207.2, N = 14.0, O = 16)

ว�ธ์�ท า น์ %าหน์�กิส.ตรขอุง Pb(NO3)2 = 331.2

สารลัะลัาย Pb(NO3)2 เข�มีข�น์ 0.1 F หมีายถ6ง สารลัะลัาย Pb(NO3)2 1 dm3 มี� Pb(NO3)2 ลัะลัายอุย.� 0.1 กิร�มีส.ตร ซ6&งคำ�ดเป5น์น์ %าหน์�กิ = 0.1 331.2 = 33.12 กิร�มี

น์�&น์คำ!อุต�อุงใช� Pb(NO3)2 หน์�กิ 33.12 กิร�มี Ans

เมี!&อุ Pb(NO3)2 1 โมีลั ลัะลัายน์ %า จ้ะแตกิต�วเป5น์ Pb2+ 1 โมีลั แลัะ NO3- 2

โมีลัด�งน์�% Pb(NO3)2 Pb2+ + 2NO3

-

ด�งน์�%น์สารลัะลัาย Pb(NO3)2 0.1F จ้ะมี� Pb2+ เข�มีข�น์ 0.1M แลัะ NO3

+ เข�มีข�น์ 0.2M Ans

น้ำอร�มาล#ตั� (Normality) หมีายถ6ง จ้ าน์วน์กิร�มีสมีมี.ลัขอุงต�วถ.กิลัะลัายท�&ลัะลัายอุย.�ใน์สารลัะลัาย 1 ลั.กิบาศกิเดซ�เมีตร หน์�วยคำ!อุ น์อุรมีาลั (normal, N) เช�น์ สารลัะลัายกิรด HCl เข�มีข�น์ 1 น์อุรมีาลั หมีายถ6งสารลัะลัาย HCl 1 ลั.กิบาศกิเดซ�เมีตร มี� HCl ลัะลัายอุย.� 1 กิร�มีสมีมี.ลั ซ6&งคำ�ดเป5น์น์ %าหน์�กิ 36.5 กิร�มี

จ้ าน์วน์กิร�มีสมีมี.ลั = น์ %าหน์�กิ (กิร�มี) น์ %าหน์�กิกิร�มีสมีมี.ลั

(กิร�มี)

N = จ้ าน์วน์กิร�มีสมีมี.ลัสารลัะลัาย 1 dm3

น้ำอร�มาล#ตั� (Normality) น์ %าหน์�กิกิร�มีสมีมี.ลัขอุงสาร สามีารถหาได�ด�งต�อุไปน์�%

น้ำ��าหน้ำ�กกร�มสมม�ลของกรดุ : น้ำ��าหน้ำ�กเป น้ำกร�มของกรดุท��สามารถูให$ H+ ไดุ$ 1 โมล เช�น์ HCl 1 โมีลั ซ6&งหน์�กิ 36.5 กิร�มี สามีารถให� H+ 1 โมีลั น์ %าหน์�กิกิร�มีสมีมี.ลัขอุง HCl จ้6งเท�ากิ�บ 36.5 = 36.5 แลัะ H2SO

4 ซ6&งหน์�กิ 98 กิร�มี สามีารถให� H+ 2 โมีลั น์ %า

หน์�กิกิร�มีสมีมี.ลัขอุง H2SO4 จ้6งเท�ากิ�บ 98 = 49 กิร�มี

1

2

น์ %าหน์�กิกิร�มีสมีมี.ลัขอุงกิรด = มีวลัโมีเลักิ�ลัขอุงกิรด จ้ าน์วน์โมีลัขอุง H+

ท�&แตกิต�ว

น้ำอร�มาล#ตั� (Normality) น้ำ��าหน้ำ�กกร�มสมม�ลของเบส : น้ำ��าหน้ำ�กเป น้ำกร�มของเบสท��สามารถูให$ OH- 1 โมล หร)อร�บ H+ 1 โมล เช�น์ NaOH 1 โมีลั ซ6&งหน์�กิ 40 กิร�มี สามีารถให� OH- 1 โมีลั น์ %าหน์�กิกิร�มีสมีมี.ลัขอุง NaOH จ้6งเท�ากิ�บ 40 = 40 กิร�มี แลัะ Ca(OH)2 1 โมีลั ซ6&งหน์�กิ 74 กิร�มี สามีารถให� OH- 2 โมีลั น์ %าหน์�กิกิร�มีสมีมี.ลัขอุง Ca(OH)2 จ้6งเท�ากิ�บ 74 = 37 กิร�มี น้ำ��าหน้ำ�กกร�มสมม�ลของเกล)อ : น้ำ��าหน้ำ�กเป น้ำกร�มของเกล)อท��สามารถูให$ประจำ�บวกหร)อประจำ�ลบ 1 โมลเช�น์ NaCl 1 โมีลั ซ6&งหน์�กิ 58.5 กิร�มี สามีารถให� Na+ 1 โมีลั หร!อุ Cl- 1 โมีลั NaCl จ้6งมี�น์ %าหน์�กิกิร�มีสมีมี.ลั 58.5 = 58.5 กิร�มี หร!อุ AlCl3 1 โมีลั ซ6&งหน์�กิ 133.5 กิร�มี สามีารถให� Al3+ 1 โมีลั (ประจ้�บวกิ 3 โมีลั ) หร!อุ Cl- 3 โมีลั (ประจ้�ลับ 3 โมีลั ) จ้6งมี�น์ %าหน์�กิกิร�มีสมีมี.ลั 133.5 = 44.5 กิร�มี

12

1

3

น้ำอร�มาล#ตั� (Normality) น้ำ��าหน้ำ�กกร�มสมม�ลของสารท��เก#ดุปฏิ#ก#ร#ยาออกซึ่#เดุช�น้ำ-ร�ดุ�กช�น้ำ : เป5น์ปร�มีาณขอุงสารท�&ให�หร!อุร�บอุ�เลั-กิตรอุน์1 โมีลั

ต�วร�ด�วซ 1 กิร�มีสมีมี.ลั จ้ะให�อุ�เลั-กิตรอุน์ 1 โมีลั ต�วอุอุกิซ�ไดส 1 กิร�มีสมีมี.ลั จ้ะร�บอุ�เลั-กิตรอุน์ 1 โมีลัต�วร�ด�วซ 1 กิร�มีสมีมี.ลัจ้ะท าปฏิ�กิ�ร�ยาพัอุด�กิ�บต�วอุอุกิซ�ไดส 1 กิร�มีสมีมี.ลั (ต�วร�ด�วซแลัะต�วอุอุกิซ�ไดสจ้ะท าปฏิ�กิ�ร�ยาพัอุด�ด�วยจ้ าน์วน์กิร�มีสมีมี.ลัท�&เท�ากิ�น์)

น์ %าหน์�กิกิร�มีสมีมี.ลัขอุงต�วอุอุกิซ�ไดส หร!อุต�วร�ด�วซ = น์ %าหน์�กิกิร�มีส.ตร (กิร�มี) จ้ าน์วน์เลัขอุอุกิซ�เดช�น์ท�&เปลั�&ยน์

ไปต�อุ 1 ส.ตร

น้ำอร�มาล#ตั� (Normality) เช�น์ เมี!&อุ KMnO4 ถ.กิร�ด�วซเป5น์ Mn2+

KMnO4 + 5e- Mn2+

+7 +2เลัขอุอุกิซ�เดช�น์ขอุง Mn เปลั�&ยน์จ้ากิ +7 ใน์ KMnO4 เป5น์ +2 ใน์ Mn2+

KMnO4 1 โมีลั ร�บอุ�เลั-กิตรอุน์ 5 โมีลั KMnO

4 1 กิร�มีสมีมี.ลั = KMnO4 1/5 โมีลั = 158/5

กิร�มี = 31.6 กิร�มีน์ %าหน์�กิกิร�มีสมีมี.ลัขอุง KMnO

4 = 31.6 กิร�มี

KMnO4 เข�มีข�น์ 1 น์อุรมีาลั มี� KMnO4 ลัะลัายอุย.� 1 กิร�มี

สมีมี.ลั หร!อุ 1/5 โมีลั ใน์สารลัะลัาย 1 ลั.กิบาศกิเดซ�เมีตร

น้ำอร�มาล#ตั� (Normality) น์อุรมีาลั�ต� แลัะโมีลัาลั�ต� มี�คำวามีส�มีพั�น์ธ์กิ�น์ ด�งน์�%

N = nMเมี!&อุ n = จ้ าน์วน์อุ�เลั-กิตรอุน์ท�&ร �บหร!อุให�ต�อุสาร 1 โมีลัใน์ปฏิ�กิ�ร�ยาอุอุกิซ�เดช�น์-ร�ด�กิช�น์

เช�น์ กิรณ� KMnO4 ถ.กิร�ด�วซซเป5น์ Mn2+ n มี�คำ�าเท�ากิ�บ 5 ด�งน์�%น์ สารลัะลัาย KMnO

4 1 น์อุรมีาลั คำ!อุ สารลัะลัาย 0.200 โมีลัาร

1 = 5MM = 1/5 = 0.200 โมีลัาร

Example 6.5จำงค์�าน้ำวณหาน้ำอร�มาล#ตั�ของสารละลายตั%อไปน้ำ��

(ก) HNO3 7.88g ใน้ำสารละลาย 1 dm3 (N = 14, H = 1.0, O = 16.0, Na = 23.0)

ว�ธ์�ท า น์ %าหน์�กิกิร�มีส.ตรขอุง HNO3 = 63.0 g

น์ %าหน์�กิกิร�มีสมีมี.ลัขอุง HNO3 = 63.0 g

N = จ้ าน์วน์กิร�มีสมีมี.ลัขอุงต�วถ.กิลัะลัายใน์สารลัะลัาย 1 dm3 สารลัะลัาย 1 dm3 มี� HNO3 ลัะลัายอุย.� = 7.88 g

ด�งน์�%น์ จ้ าน์วน์กิร�มีสมีมี.ลั = น์ %าหน์�กิ (g) = 7.88 g = 0.1251 กิร�มีสมีมี.ลั น์อุรมีาลั�ต�ขอุงสารลัะลัาย HNO3 = 0.1251 N Ans

63.0 g/g equiv.

น์ %าหน์�กิกิร�มีสมีมี.ลั (g)

Example 6.6จำงค์�าน้ำวณหาน้ำอร�มาล#ตั�ของสารละลายตั%อไปน้ำ��

(ข ) Na2CO3 26.5g ใน้ำสารละลาย 1 dm3

ว�ธ์�ท า น์ %าหน์�กิกิร�มีส.ตรขอุง Na2CO3 = 106.0 g

น์ %าหน์�กิกิร�มีสมีมี.ลัขอุง Na2CO3 = 106.0 = 53.0 gสารลัะลัาย 1 dm3 มี� Na2CO3 ลัะลัายอุย.� = 26.5 g

จ้ าน์วน์กิร�มีสมีมี.ลั = น์ %าหน์�กิ (g) = 26.5 g

= 0.500 กิร�มีสมีมี.ลั น์อุรมีาลั�ต�ขอุงสารลัะลัาย Na2CO3 = 0.500 N Ans

53

2

น์ %าหน์�กิกิร�มีสมีมี.ลั (g)

Example 6.7 เม)�อ FeSO4 ท�าปฏิ#ก#ร#ยาก�บ KMnO4 ใน้ำ H2SO4 จำะไดุ$

Fe2(SO4)3 และ MnSO4 จำงค์�าน้ำวณหาน้ำ��าหน้ำ�กของ FeSO4

ท��ท�าปฏิ#ก#ร#ยาพอดุ�ก�บ KMnO4 หน้ำ�ก 3.71 g

FeSO4 Fe2(SO4)3

+2 +3 FeSO4 1 โมีลั ให�อุ�เลั-กิตรอุน์ 1 โมีลั FeSO4 1 กิร�มีสมีมี.ลั = FeSO4 1 โมีลั = 152 กิร�มี KMnO4 MnSO4

+7 +2 KMnO4 1 โมีลั ร�บอุ�เลั-กิตรอุน์ 5 โมีลัด�งน์�%น์ KMnO4 1/5 โมีลั ร�บอุ�เลั-กิตรอุน์ 1 โมีลั

Example 6.7 (ตั%อ)KMnO4 1 กิร�มีสมีมี.ลั = KMnO4 1/5 โมีลั = 158/5 กิร�มี = 31.6 กิร�มี

แต� FeSO4 1 กิร�มีสมีมี.ลั ท าปฏิ�กิ�ร�ยาพัอุด�กิ�บ KMnO4 1 กิร�มีสมีมี.ลัน์�&น์คำ!อุ FeSO4 หน์�กิ 152 กิร�มี ท าปฏิ�กิ�ร�ยาพัอุด�กิ�บ KMnO4 หน์�กิ

31.6 กิร�มี

KMnO4 หน์�กิ 31.6 กิร�มี ท าปฏิ�กิ�ร�ยาพัอุด�กิ�บ FeSO4 หน์�กิ 152 กิร�มี KMnO4 หน์�กิ 3.71 กิร�มี ท าปฏิ�กิ�ร�ยาพัอุด�กิ�บ FeSO4 หน์�กิ =

3.71 152 กิร�มี

= 17.8 กิร�มี Ans

31.6

เศษส%วน้ำโมล (mole fraction)

เศษส�วน์โมีลัขอุงสารอุงคำประกิอุบหน์6&งใน์สารลัะลัาย คำ!อุ จ้ าน์วน์โมีลัขอุงสารอุงคำประกิอุบน์�%น์หารด�วยจ้ าน์วน์โมีลัขอุงสารอุงคำประกิอุบท�%งหมีดใน์สารลัะลัาย ถ�าสารลัะลัายประกิอุบด�วยอุงคำประกิอุบ 2 ชน์�ด เศษส�วน์โมีลัขอุงแต�ลัะสารอุงคำประกิอุบเข�ยน์ได�ด�งน์�%

A = n1 แลัะ B = n

2

A = เศษส�วน์โมีลัขอุงสารอุงคำประกิอุบท�& 1B = เศษส�วน์โมีลัขอุงสารอุงคำประกิอุบท�& 2n1 = จ้ าน์วน์โมีลัขอุงสารอุงคำประกิอุบท�& 1 ใน์สารลัะลัายn2 = จ้ าน์วน์โมีลัขอุงสารอุงคำประกิอุบท�& 2ใน์สารลัะลัาย

n1 + n2

n1 + n2

เศษส%วน้ำโมล (mole fraction)

ผลับอุกิขอุงเศษส�วน์โมีลัขอุงสารอุงคำประกิอุบท�%งหมีด เท�ากิ�บ 1 เสมีอุ

A+B = 1 ถ�าต�อุงกิารทราบโมีลัเปอุรเซ-น์ต (mole

percent) ท าได�โดยน์ า 100 คำ.ณเข�ากิ�บเศษส�วน์โมีลั

โมีลัเปอุรเซ-น์ต = 100 เศษส�วน์โมีลั

Example 6.8 สารละลายประกอบดุ$วยน้ำ��า 36.0 g และกล�เซึ่อร�น้ำ

[C3H5(OH)3] 46.0 g จำงค์�าน้ำวณหาเศษส%วน้ำโมลของน้ำ��าและกล�เซึ่อร�น้ำ (H=1.0, C=12.00)

ว#ธิ์�ท�า น์ %าหน์�กิส.ตรขอุงน์ %า = 18.0 กิร�มี น์ %าหน์�กิส.ตรขอุงกิลั�เซอุร�น์ = 92.0 กิร�มี จ้ าน์วน์โมีลัขอุงน์ %า = 36.0/18.0 = 2.0 โมีลั จ้ าน์วน์โมีลัขอุงกิลั�เซอุร�น์ = 46.0/92.0 = 0.50 โมีลั จ้ าน์วน์โมีลัท�%งหมีด = 2.0 + 0.50 = 2.50 โมีลั เศษส�วน์โมีลัขอุงน์ %า = 2.0 = 0.80 Ans

เศษส�วน์โมีลัขอุงกิลั�เซอุร�น์ = 0.50 = 0.20 Ans

2.50

2.50

สารละลายอ#เล6กโทรไลตั� สารอุ�เลั-กิโทรไลัต : สารท�&เมี!&อุลัะลัายน์ %าหร!อุอุย.�ใน์สภาพัหลัอุมีเหลัวแลั�วสามีารถน์ าไฟฟ<าได� เช�น์ สารลัะลัายขอุง NaCl, KNO3, HCl สารเหลั�าน์�%ลัะลัายน์ %าได�เน์!&อุงจ้ากิ ต�วถ.กิลัะลัายประกิอุบด�วยไอุอุอุน์ กิารลัะลัายน์ %าหร!อุกิารหลัอุมีเหลัวท าให�ไอุอุอุน์แตกิต�วเป5น์ไอุอุอุน์อุ�สระ แลั�วไอุอุอุน์อุ�สระจ้ะเคำลั!&อุน์ต�วย�ายไปย�งอุ�เลั-กิโทรดท�&มี�ประจ้�ตรงกิ�น์ข�ามี ไอุอุอุน์บวกิเคำลั!&อุน์ท�&ไปย�งแคำโทด ไอุอุอุน์ลับเคำลั!&อุน์ท�&ไปย�งแอุโน์ด อุ�เลั-กิโทรไลัตแกิ� จ้ะแตกิต�วให�ไอุอุอุน์อุ�สระได�มีากิ อุ�เลั-กิโทรไลัตอุ�อุน์ จ้ะแตกิต�วให�ไอุอุอุน์อุ�สระได�น์�อุย

น้ำ#ยามกรดุ-เบส1. น้ำ#ยามของอาร�เรเน้ำ�ยส

กิรด (acid) คำ!อุ สารซ6&งเมี!&อุลัะลัายน์ %าแลั�วแตกิต�วให� H+ (hydrogen ion)

เบส (base) คำ!อุ สารซ6&งเมี!&อุสารลัะลัายน์ %าแลั�วแตกิต�วให� OH-

(hydroxyl ion) เช�น์ HCl H+ + Cl-

H2SO4 2H+ + SO4

2-

CH3COOH H+ + CH3COO-

NaOH Na+ + OH- NH4OH NH4

+ + OH- คำวามีแรงขอุงกิรด-เบสข6%น์กิ�บคำวามีสามีารถใน์กิารแตกิต�วให� H+

แลัะ OH-

น้ำ#ยามกรดุ-เบส ปฏิ�กิ�ร�ยาสะเท�น์ขอุงกิรดแลัะเบสจ้ะเป5น์ปฏิ�กิ�ร�ยาระหว�าง H+ แลัะ OH- เกิ�ดเป5น์น์ %า ด�งสมีกิาร H+ + OH- H2O ข�อุจ้ ากิ�ดขอุงน์�ยามีอุารเรเน์�ยส

กิรดหร!อุเบสต�อุงลัะลัายใน์น์ %าเท�าน์�%น์ สารท�&ไมี�มี� H+ หร!อุ OH- ใน์โมีเลักิ�ลัแต�อุาจ้

เป5น์กิรดหร!อุเบสได�โดยท าปฏิ�กิ�ร�ยากิ�บน์ %าแลั�วให� H+ หร!อุ OH- ตามีน์�ยามีขอุงอุารเรเน์�ยส ไมี�จ้�ดเป5น์กิรดหร!อุเบส

น้ำ#ยามกรดุ-เบส2. น้ำ#ยามของบรอน้ำสเตัดุ-เลาร�

กิรด คำ!อุสารท�&ให�โปรตอุน์ เบส คำ!อุสารท�&ร�บโปรตอุน์ ปฏิ�กิ�ร�ยาระหว�างกิรดกิ�บเบสจ้ะเป5น์กิารเคำลั!&อุน์ย�ายโปรตอุน์จ้ากิกิรดไปย�งเบส

HCl + H2O H3O+ + Cl-

HCl จ้ะให� H+ กิ�บน์ %า แลัะน์ %าร�บ H+ จ้ากิ HCl ตามีน์�ยามีน์�% HCl เป5น์กิรด แลัะน์ %าเป5น์เบส Cl- ซ6&งเป5น์ส�วน์ท�&เหลั!อุหลั�งจ้ากิกิรดให� H+ ไปแลั�วอุาจ้ร�บ H+ จ้ากิH3O+ แลัะเกิ�ดปฏิ�กิ�ร�ยาย�อุน์กิลั�บได� ใน์ลั�กิษณะน์�% Cl- กิลัายเป5น์เบส แลัะ H3O+ กิลัายเป5น์กิรด

น้ำ#ยามกรดุ-เบสจ้ะเห-น์ได�ว�าปฏิ�กิ�ร�ยารวมีจ้ะเป5น์สภาวะสมีด�ลัขอุงกิรดแลัะเบส 2 คำ.� อุย.�คำน์ลัะข�างขอุงลั.กิศร ด�งน์�%

HCl + H2O H3O+ + Cl-

กิรด1 เบส2 กิรด2 เบส1

โดยมี� HCl แลัะ Cl- เป5น์คำ.�กิรด-เบส คำ.�ท�& 1 แลัะ H3O+ แลัะ H2O เป5น์คำ.�กิรด-เบส คำ.�ท�& 2 คำวามีแรงขอุงกิรดแลัะเบสข6%น์อุย.�กิ�บคำวามีสามีารถใน์กิารให�แลัะกิารร�บโปรตอุน์

คำ.�กิรด-เบส คำ.�หน์6&ง ถ�ากิรดเป5น์กิรดแกิ� คำ.�เบสจ้ะเป5น์เบสอุ�อุน์ กิรดหร!อุเบสอุาจ้เป5น์โมีเลักิ�ลัหร!อุไอุอุอุน์กิ-ได�

น้ำ#ยามกรดุ-เบส น์ %า อุาจ้ให�โปรตอุน์หร!อุร�บโปรตอุน์กิ-ได� คำ!อุน์ %าเป5น์ได�ท� %งกิรดแลัะเบส แอุมีโฟเทอุร�กิ (Amphoteric) หร!อุ แอุมีฟ=โปรต�กิ (amphiprotic)สมีมี�ต� HA เป5น์กิรดชน์�ดหน์6&ง จ้ะมี�สมีด�ลัใน์น์ %าด�งน์�%

HA + H2O H3O+ + A-

คำ�าคำงท�&สมีด�ลั Ka = [H3O+] [A-]

สมีมี�ต� B เป5น์เบสชน์�ดหน์6&ง จ้ะมี�สมีด�ลัใน์น์ %าด�งน์�%B + H2O BH+ + OH-

คำ�าคำงท�&สมีด�ลั Kb = [BH+] [OH-]

Ka แลัะ Kb คำ!อุ คำ�าคำงท�&ขอุงกิารแตกิต�ว ขอุงกิรดแลัะเบส ตามีลั าด�บ ถ�ามี�คำ�าส.ง แสดงว�ามี�กิารแตกิต�วมีากิ แปลัว�าเป5น์กิรดหร!อุเบสแรง(แกิ�)

[HA]

[B]

น้ำ#ยามกรดุ-เบส 3. น้ำ#ยามของล#วอ#ส

กิรด คำ!อุสารท�&ร �บคำ.�อุ�เลั-กิตรอุน์จ้ากิเบสแลั�วเกิ�ดพั�น์ธ์ะโคำวาเลัน์ต เบส คำ!อุสารท�&สามีารถให�คำ.�อุ�เลั-กิตรอุน์ใน์กิารเกิ�ดพั�น์ธ์ะโคำวาเลัน์ต H+ + :OH- H H

OH- จ้�ดเป5น์เบสเพัราะให�คำ.�อุ�เลั-กิตรอุน์กิ�บ H+ แลัะ H+ จ้�ดเป5น์กิรด เพัราะร�บคำ.�อุ�เลั-กิตรอุน์จ้ากิ OH- แลั�วเกิ�ดพั�น์ธ์ะ O-H สารประกิอุบท�&มี�เวเลัน์ซอุ�เลั-กิตรอุน์ไมี�คำรบแปด เร�ยกิ กิรดลั�วอุ�ลั (Lewis acid) สารประกิอุบท�&มี�คำ.�อุ�เลั-กิตรอุน์ท�&ย�งไมี�ได�ใช�สร�างพั�น์ธ์ะ เร�ยกิ เบสลั�วอุ�ส (Lewis base)

:O:

น้ำ#ยามกรดุ-เบส ถ�า เบส ประกิอุบด�วยหลัายอุะตอุมี อุะตอุมีท�&ท าหน์�าท�&ให�คำ.�อุ�เลั-กิตรอุน์ใน์กิารสร�างพั�น์ธ์ะ เร�ยกิ donor atom เช�น์ O ใน์ OH-

กิรดลั�วอุ�ส = อุ�เลั-กิโตรไฟลั (electrophile) = อุะตอุมีหร!อุไอุอุอุน์บวกิท�&มี�อุอุรบ�ท�ลัว�างพัอุท�&จ้ะร�บคำ.�อุ�เลั-กิตรอุน์เมี!&อุท าปฏิ�กิ�ร�ยากิ�บเบส เบสลั�วอุ�ส = น์�วคำลั�โอุไฟลั (nucleophile) = ต�อุงมี�คำ.�อุ�เลั-กิตรอุน์ท�&จ้ะให�กิ�บน์�วเคำลั�ยสอุ!&น์ท�&ขาดอุ�เลั-กิตรอุน์

น้ำ#ยามกรดุ-เบส 4. น้ำ#ยามของระบบตั�วท�าละลาย

กิรด คำ!อุ สารท�&ให�ไอุอุอุน์บวกิขอุงต�วท าลัะลัายท�&เร�ยกิว�าไอุอุอุน์กิรด เบส คำ!อุ สารท�&ให�ไอุอุอุน์ลับขอุงต�วท าลัะลัายท�&เร�ยกิว�าไอุอุอุน์เบส เช�น์ HCl เป5น์กิรด ใน์ต�วท าลัะลัายกิรดอุะซ�ต�กิบร�ส�ทธ์�> (HC2H3O2) เพัราะสามีารถลัะลัายแลัะแตกิต�วให�ไอุอุอุน์กิรด H2C2H3O2

+

HCl + HC2H3O2 H2C2H3O2+

+ Cl-

กิรด ต�วท าลัะลัาย ไอุอุอุน์กิรดขอุงต�วท าลัะลัาย NaC2H3O2 เป5น์เบสใน์ต�วท าลัะลัายกิรดอุะซ�ต�กิบร�ส�ทธ์�> เพัราะสามีารถลัะลัายแลัะแตกิต�วให�ไอุอุอุน์เบส (C2H3O2

-)

NaC2H3O2 + HC2H3O2 C2H3O2- +

Na+ + HC2H3O2

เบส ต�วท าลัะลัาย ไอุอุอุน์เบสขอุงต�วท าลัะลัาย

ค์วามแรงของกรดุ กิรดไฮโดร (HnX เมี!&อุ X เป5น์อุโลัหะ) ขอุงธ์าต�ท�&อุย.�คำาบเด�ยวกิ�น์ คำวามีแรงขอุงกิรดเพั�&มีข6%น์เมี!&อุธ์าต�มี�เลัขอุะตอุมีส.งข6%น์

เช�น์ NH3 < H2O < HF (คำาบท�& 2 )

H2S < HCl (คำาบท�& 3) กิรดไฮโดรขอุงอุโลัหะใน์หมี.�เด�ยวกิ�น์จ้ะเพั�&มีข6%น์เมี!&อุเลัขอุะตอุมีเพั�&มีข6%น์

เช�น์ HF < HCl < HBr < HI (หมี.� 7) H2O < H2S < H2Se < H2Te (หมี.� 6)

ค์วามแรงของกรดุ กิรดอุอุกิซ�ท�&ประกิอุบด�วย H, O แลัะอุโลัหะ แลัะมี�โคำรงสร�างเป5น์ H-O-Z (เมี!&อุ Z เป5น์อุโลัหะ ) คำวามีแรงขอุงกิรดเพั�&มีข6%น์เมี!&อุคำ�า EN ขอุง Z ส.งข6%น์

HOI < HOBr < HOCl ถ�าเป5น์กิรดอุอุกิซ�ขอุงอุโลัหะต�วเด�ยวกิ�น์ ถ�าจ้ าน์วน์อุะตอุมีขอุง O ท�&ย6ดกิ�บ Z เพั�&มีข6%น์ คำวามีแรงขอุงกิรดจ้ะเพั�&มีข6%น์

HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4

หร!อุอุาจ้มีอุงได�ว�า คำวามีแรงขอุงกิรด เพั�&มีตามีเลัขอุอุกิซ�เดช�น์ขอุงคำลัอุร�น์

ค์วามแรงของเบส ธ์าต�ท�&อุย.�คำาบเด�ยวกิ�น์ คำวามีแรงขอุงเบสลัดลัง เมี!&อุคำ�า EN เพั�&มีข6%น์ เช�น์ เบสท�&เป5น์ไอุอุอุน์ NH2

- > OH- > F-

เบสท�&เป5น์โมีเลักิ�ลั NH3 > H2O > HF (คำ�า EN ขอุง N < O < F) เบสท�&เป5น์ไอุอุอุน์ลับอุะตอุมีเด�&ยว คำวามีแรงขอุงเบสลัดลังเมี!&อุประจ้�ขอุงไอุอุอุน์ลัดลัง N3- > O2- > F- แลัะ N3- > NH2- > NH2

- > HN3

สมีมี�ต� HA เป5น์กิรดชน์�ดหน์6&ง จ้ะมี�สมีด�ลัใน์น์ %าด�งน์�%HA + H2O H3O+

+ A-

คำ�าคำงท�&กิารแตกิต�วขอุงกิรด Ka = [H3O+] [A-]

เช�น์ ถ�าเป5น์กิรดอุ�อุน์ กิรดอุะซ�ต�กิ (CH3COOH) ลัะลัายน์ %าจ้ะแตกิต�วให� H+ แลัะไอุอุอุน์ลับขอุงกิรด ด�งสมีกิาร

CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO-

Ka = [H3O+] [CH3COO-]

ค์%าค์งท��ของการแตักตั�วเป น้ำไอออน้ำของกรดุอ%อน้ำ, Ka

[CH3COOH]

[HA]

ค์%าค์งท��ของการแตักตั�วเป น้ำไอออน้ำของกรดุอ%อน้ำ, Ka

เศษส�วน์กิารแตกิต�วขอุงกิรด () = จ้ าน์วน์โมีลัขอุงกิรดท�&แตกิต�ว จ้ าน์วน์โมีลัขอุงกิรด

ท�%งหมีด

[HA]

= [H3O+]

ร�อุยลัะขอุงกิารแตกิต�วขอุงกิรด = [H3O+] 100 [HA

]

ค์%าค์งท��ของการแตักตั�วเป น้ำไอออน้ำของเบสอ%อน้ำ, Kb สมีมี�ต� B เป5น์เบสชน์�ดหน์6&ง จ้ะมี�สมีด�ลัใน์น์ %าด�งน์�%

B + H2O BH+ + OH-

คำ�าคำงท�&ขอุงกิารแตกิต�วขอุงเบส Kb = [BH+] [OH-]

เช�น์ ถ�าเป5น์เบสอุ�อุน์ แอุมีโมีเน์�ย (NH3) เมี!&อุลัะลัายน์ %าจ้ะแตกิต�วด�งสมีกิาร NH3 + H2O NH4

+ + OH-

Kb = [NH4+] [OH-]

[B]

[NH3]

ค์%าค์งท��ของการแตักตั�วเป น้ำไอออน้ำของเบสอ%อน้ำ, Kb เศษส�วน์กิารแตกิต�วขอุงเบส () = จ้ าน์วน์โมีลัขอุง

เบสท�&แตกิต�ว จ้ าน์วน์โมีลัขอุงเบสท�%งหมีด = [OH-][B]

ร�อุยลัะขอุงกิารแตกิต�วขอุงเบส = [OH-] 100 [B]

ค์%าค์งท��ผลค์�ณของไอออน้ำของน้ำ��า, Kw

จ้ากิกิารแตกิต�วขอุงกิรดแลัะเบสใน์น์ %า จ้ะเห-น์ว�าน์ %าสามีารถร�บแลัะให�โปรตอุน์ได� ด�งน์�%น์ น์ %าจ้6งมี�กิารแตกิต�วด�งน์�%

HOH + HOH H3O+ + OH-

กิรด1 เบส2 กิรด2 เบส1 ปฏิ�กิ�ร�ยาน์�%เร�ยกิว�า กิารแตกิต�วได�เอุง (autoprotolysis หร!อุ self-ionization) ขอุงน์ %า

คำ�าคำงท�&ผลัคำ.ณขอุงไอุอุอุน์ขอุงน์ %า Kw = [H3O+] [OH-] = 10-14

หร!อุ Kw = [H+] [OH-] = 10-14

น์ %าบร�ส�ทธ์�> คำวามีเข�มีข�น์ขอุง H3O+ ต�อุงเท�ากิ�บ OH- เสมีอุ น์�&น์คำ!อุ[H3O+] = [OH-] = 10-7

มาตัราส%วน้ำ pH สารลัะลัายใน์น์ %า ไมี�ว�าจ้ะเป5น์กิรดหร!อุเป5น์เบสหร!อุเป5น์กิลัาง กิ-ย�อุมีประกิอุบไปด�วย H3O+ แลัะ OH- เสมีอุ โดยมี�ผลัคำ.ณขอุงไอุอุอุน์ท�%งสอุงเท�ากิ�บ 10-14 ด�งน์�%น์ถ�าทราบ [H3O+] อุย�างเด�ยวกิ-สามีารถบอุกิได�ว�าสารลัะลัายเป5น์กิรด เป5น์เบส หร!อุเป5น์กิลัาง มีาตราส�วน์ pH (pH scale)

pH = -log[H+] หร!อุ pH = -log[H3O+]

pOH = -log[OH-]เน์!&อุงจ้ากิ [H+] [OH-] = 10-14

เมี!&อุใส� log ท�%งสอุงข�าง log [H+] [OH-] = log10-14

มาตัราส%วน้ำ pH

log [H+] + log [OH-] = -14 log 10

log [H+] + log [OH-] = -14 (1)-log [H+] - log [OH-] = 14 pH + pOH = 14

สารลัะลัายกิรด จ้ะมี� [H+] > [OH-] pH < 7 สารลัะลัายเบส จ้ะมี� [H+] < [OH-] pH > 7 สารลัะลัายท�&เป5น์กิลัาง จ้ะมี� [H+] = [OH-] pH = pOH = 7

Example 6.9 จำงค์�าน้ำวณหา pH ของสารละลายกรดุ ท��ม� [H3O+] = 3

10-3 mol/dm3 ว�ธ์�ท า pH = -log [H3O+] = -log [310-3] = -log

[0.003] = -(-2.523)= 2.523 Ans

จำงค์�าน้ำวณหา pH ของสารละลายกรดุ ท��ม�ค์วามเข$มข$น้ำ 0.0020 mol/dm3

ว�ธ์�ท า pH = -log [H+] = -log [0.0020] = -(-2.699) = 2.699 Ans

Example 6.10 จำงค์�าน้ำวณ [H3O+] และ [OH-] ของสารละลายท��ม� pH =

4.5ว�ธ์�ท า -log [H3O+] = pH = 4.5

[H3O+] = 10-4.5 = 100.5 10-5 = 3.16 10-5 mol/dm3 Ans pH + pOH = 14

4.5 + pOH = 14pOH = 14-4.5 = 9.5

-log [OH-] = pOH = 9.5 [OH-] = 10-9.5 = 100.5 10-10 = 3.16

10-10 mol/dm3 Ans

ปฏิ#ก#ร#ยาระหว%างกรดุ-เบส กิรดแกิ� = กิรดท�&ลัะลัายน์ %าแลั�วแตกิต�วให�ไฮโดรเจ้น์ไอุอุอุน์ (H+) หร!อุไฮโดรเน์�ยมีไอุอุอุน์ (H3O+) เกิ!อุบท�%งหมีด เช�น์ HCl, H2SO4

กิรดอุ�อุน์ = กิรดท�&ลัะลัายน์ %าแลั�วแตกิต�วให�ไฮโดรเจ้น์ไอุอุอุน์ (H+) หร!อุไฮโดรเน์�ยมีไอุอุอุน์ (H3O+) เพั�ยงบางส�วน์ เช�น์ CH3COOH เบสแกิ� = เบสท�&ลัะลัายน์ %าแลั�วแตกิต�วให�ไฮดรอุกิซ�ลัไอุอุอุน์ (OH-)ได�มีากิ เช�น์ NaOH, KOH เบสอุ�อุน์ = เบสท�&ลัะลัายน์ %าแลั�วแตกิต�วให�ไฮดรอุกิซ�ลัไอุอุอุน์ (OH-) น์�อุย เช�น์ NH4OH ปฏิ�กิ�ร�ยาท�&เกิ�ดข6%น์ระหว�างกิรดกิ�บเบส แลั�วได�เกิลั!อุกิ�บน์ %า เร�ยกิว�า กิารท าให�เป5น์กิลัาง ถ�าปร�มีาณขอุง H+ พัอุด�กิ�บ OH- จ้�ดท�&ได�เร�ยกิว�าจ้�ดสมีมี.ลั (equivalent point)

ปฏิ#ก#ร#ยาระหว%างกรดุ-เบส ปฏิ#ก#ร#ยาระหว%างกรดุแก%-เบสแก% เช�น์ ปฏิ�กิ�ร�ยาระหว�าง HCl กิ�บ NaOH ท�&จ้�ดสะเท�น์จ้ะได�เกิลั!อุ NaCl ซ6&งเป5น์สารลัะลัายท�&มี�ฤทธ์�>เป5น์กิลัาง pH = 7

HCl + NaOH NaCl + H2O

ปฏิ#ก#ร#ยาระหว%างกรดุแก%-เบสอ%อน้ำ เช�น์ ปฏิ�กิ�ร�ยาระหว�าง HCl กิ�บ NH4OH ท�&จ้�ดสะเท�น์จ้ะได�เกิลั!อุ NH4Cl เกิลั!อุน์�%จ้ะเกิ�ดปฏิ�กิ�ร�ยาไฮโดรไลัซ�สใน์น์ %า โดย NH4

+ จ้ะไปท าปฏิ�กิ�ร�ยากิ�บน์ %า เกิ�ดเป5น์สารลัะลัายท�&มี�สภาพัเป5น์กิรด (pH3-4)

HCl + NH4OH NH4Cl + H2O

ปฏิ#ก#ร#ยาระหว%างกรดุ-เบส ปฏิ#ก#ร#ยาระหว%างกรดุอ%อน้ำ-เบสแก% เช�น์ ปฏิ�กิ�ร�ยาระหว�าง CH3COOH กิ�บ NaOH ท�&จ้�ดสะเท�น์จ้ะได�เกิลั!อุ CH3COONaซ6&ง CH3COO- จ้ะเกิ�ดไฮโดไลัซ�สใน์น์ %าให�สารลัะลัายท�&มี�สภาพัเป5น์เบส (pH9-10)

CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O

ปฏิ#ก#ร#ยาระหว%างกรดุอ%อน้ำ-เบสอ%อน้ำ ท�&จ้�ดสะเท�น์จ้ะพั�จ้ารณาจ้ากิคำ�าคำงท�&ขอุงกิารแตกิต�ว Ka แลัะ Kb ถ�า Ka = Kb ท�&จ้�ดสะเท�น์ pH = 7 ถ�า Ka > Kb กิารแตกิต�วขอุงกิรดจ้ะมีากิกิว�าเบส ท�&จ้�ดสะเท�น์ สารลัะลัายจ้ะเป5น์กิรด ถ�า Ka < Kb กิารแตกิต�วขอุงกิรดจ้ะน์�อุยกิว�าเบส ท�&จ้�ดสะเท�น์ สารลัะลัายจ้ะเป5น์เบส

การไทเทรตักรดุและเบส เป5น์กิารน์ ากิรดแลัะเบสมีาท าปฏิ�กิ�ร�ยากิ�น์ เพั!&อุหาปร�มีาณขอุงกิรดแลัะเบสท�&ท าปฏิ�กิ�ร�ยากิ�น์พัอุด� โดยมี�สารลัะลัายหน์6&งเป5น์สารลัะลัายท�&ทราบคำ�าคำวามีเข�มีข�น์ เร�ยกิว�า สารลัะลัายมีาตรฐาน์ ซ6&งจ้ะใส�ไว�ใน์บ�วเรต ส�วน์อุ�กิสารลัะลัายหน์6&งเป5น์สารลัะลัายท�&ต�อุงกิารทราบคำ�าคำวามีเข�มีข�น์ หร!อุต�อุงกิารหาคำ�า pH จ้ะใส�ไว�ใน์ขวดร.ปชมีพั. � แลัะหยดอุ�น์ด�เคำเตอุรลังไป 2-3 หยด แลั�วคำ�อุยๆเป=ดให�สารลัะลัายจ้ากิบ�วเรตลังไปใน์สารลัะลัายใน์ขวดร.ปชมีพั. �จ้น์กิรดแลัะเบสท าปฏิ�กิ�ร�ยากิ�น์พัอุด� เร�ยกิว�า จ้�ดสมีมี.ลั แลัะถ�าไทเทรต�อุจ้ากิน์�%น์จ้น์ส�ขอุงสารลัะลัายเปลั�&ยน์ส�อุ�อุน์ๆอุย�างถาวร เร�ยกิจ้�ดน์�%ว�าจ้�ดย�ต�

Example 6.11 จำงหาค์%า pH ของสารละลายเม)�อทดุลองหยดุสารละลาย NaOH เข$มข$น้ำ 0.10 M จำ�าน้ำวน้ำ 50 cm3 ลงใน้ำสารละลาย HCl เข$มข$น้ำ 0.10 M จำ�าน้ำวน้ำ 100 cm3

ว�ธ์�ท า NaOH เข�มีข�น์ 0.10 M แสดงว�า ใน์สารลัะลัาย 1000 cm3 มี� NaOH = 0.10 โมีลั

ถ�าใน์สารลัะลัาย 50 cm3 มี� NaOH = 0.10 โมีลั 50 cm3 = 0.005 โมีลั

HCl เข�มีข�น์ 0.10 M แสดงว�าใน์สารลัะลัาย 1000 cm3 มี� HCl = 0.10 โมีลั

ถ�าใน์สารลัะลัาย 100 cm3 มี� HCl = 0.10 โมีลั 100 cm3 = 0.01 โมีลั

1000 cm3

1000 cm3

Example 6.11 (ตั%อ)สมีกิารแสดงปฏิ�กิ�ร�ยาระหว�าง HCl กิ�บ NaOH ท�&ท าให�ด�ลัแลั�วเป5น์

ด�งน์�% HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l)

ซ6&งแสดงว�า HCl ท าปฏิ�กิ�ร�ยากิ�บ NaOH ด�วยจ้ าน์วน์โมีลัท�&เท�ากิ�น์ คำ!อุ 1:1 แต�จ้ากิกิารทดลัอุงน์�%ใน์สารลัะลัาย HCl มี� HCl อุย.� 0.01 โมีลั สารลัะลัาย NaOH มี� NaOH อุย.� 0.005 โมีลั แสดงว�า

หลั�งปฏิ�กิ�ร�ยาจ้ะเหลั!อุ HCl = 0.01 โมีลั - 0.005 โมีลั = 0.005 โมีลั ใน์ปฏิ�กิ�ร�ยาสารลัะลัายท�%งหมีด = สารลัะลัาย HCl + สารลัะลัาย NaOH

= 100 cm3 + 50 cm3

= 150 cm3

Example 6.11 (ตั%อ)

ใน์สารลัะลัาย 150 cm3 เหลั!อุ HCl = 0.005 โมีลัถ�าใน์สารลัะลัาย 1000 cm3 เหลั!อุ HCl = 0.005 โมีลั

1000 cm3 = 0.033 โมีลั

ด�งน์�%น์ HCl เข�มีข�น์ = 0.033 Mหาคำ�า pH ได�ด�งน์�% pH = -log[H+]

เน์!&อุงจ้ากิ HCl เป5น์กิรดแกิ� ซ6&งใน์ปฏิ�กิ�ร�ยาจ้ะแตกิต�วให� H+ ท�&มี�อุย.�ท� %งหมีดคำ!อุ 0.033 M

pH = -log[0.033] = 1.48

pH ขอุงสารลัะลัาย = 1.48 Ans

150 cm3

Example 6.12 จำงหาค์%า pH ของสารละลายเม)�อทดุลองหยดุสารละลาย NaOH เข$ม

ข$น้ำ 0.10 M จำ�าน้ำวน้ำ 50 cm3 ลงใน้ำสารละลาย CH3COOH เข$มข$น้ำ 0.10 M จำ�าน้ำวน้ำ 100 cm3

ก�าหน้ำดุให$ Ka ของ CH3COOH = 1.810-5

ว�ธ์�ท า NaOH เข�มีข�น์ 0.10 M แสดงว�าใน์สารลัะลัาย 1000 cm3 มี� NaOH = 0.10 โมีลั

ถ�าใน์สารลัะลัาย 50 cm3 มี� NaOH = 0.10 โมีลั 50 cm3 = 0.005 โมีลั

CH3COOH เข�มีข�น์ 0.01 M แสดงว�า ใน์สารลัะลัาย 1000 cm3 มี� CH3COOH = 0.01 โมีลั

ถ�าใน์สารลัะลัาย 100 cm3 มี� CH3COOH = 0.01 โมีลั 100 cm3 = 0.01 โมีลั

1000 cm3

1000 cm3

Example 6.12 (ตั%อ)สมีกิารแสดงปฏิ�กิ�ร�ยาระหว�าง NaOH กิ�บ CH3COOH ท�&ด�ลัแลั�วเป5น์ด�งน์�%

NaOH + CH3COOH CH3COONa + H2O

ซ6&งแสดงว�า NaOH ท าปฏิ�กิ�ร�ยากิ�บ CH3COOH ด�วยจ้ าน์วน์โมีลัท�&เท�ากิ�น์ คำ!อุ 1:1 แต�จ้ากิกิารทดลัอุง ใน์สารลัะลัาย NaOH มี� NaOH อุย.� 0.005 โมีลั แลัะสารลัะลัาย CH3COOH มี� CH3COOH อุย.� 0.01 โมีลั ด�งน์�%น์

หลั�งปฏิ�กิ�ร�ยาจ้ะเหลั!อุ CH3COOH = 0.01 โมีลั – 0.005 โมีลั = 0.005 โมีลัใน์ปร�มีาตรสารลัะลัายท�%งหมีด = 100 + 50 = 150 cm3

ใน์สารลัะลัาย 150 cm3 เหลั!อุ CH3COOH = 0.005 โมีลัใน์สารลัะลัาย 150 cm3 เหลั!อุ CH3COOH = 0.005 โมีลั

ถ�าใน์สารลัะลัาย 1000 cm3 เหลั!อุ CH3COOH = 0.005 โมีลั 1000 cm3 = 0.033 โมีลั 150

cm3

Example 6.12 (ตั%อ)ด�งน์�%น์ CH3COOH เข�มีข�น์ = 0.033 M

หาคำ�า pH จ้ากิ pH = -log[H+] แลัะหาคำ�า [H+] ได� 2 ว�ธ์� ด�งน์�%

ว#ธิ์�ท��1 เน์!&อุงจ้ากิ CH3COOH เป5น์กิรดอุ�อุน์ แตกิต�วได�ด�งน์�% CH3COOH H+ + CH3COO-

0.033-x x xKa = [H+] [CH3COO-]

1.810-5 = x . x

[CH3COOH]0.033-x

Example 6.12 (ตั%อ)ให� 0.033-x มี�คำ�าประมีาณ 0.033 เน์!&อุงจ้ากิ x มี�คำ�าน์�อุยมีากิ เมี!&อุเท�ยบกิ�บ 0.033ด�งน์�%น์ 1.8 10-5 = x2

x2 = 0.033 1.8 10-5 x = 7.707 10-4

น์�&น์คำ!อุ [H+] = 7.707 10-4

ว#ธิ์�ท��2 หาจ้ากิส.ตร [H+] = Ca Kaเมี!&อุ Ca คำ!อุคำวามีเข�มีข�น์ขอุงกิรด = 0.033 M

[H+] = 0.033 1.8 10-5 = 7.707 10-4

0.033

Example 6.12 (ตั%อ)

จ้ากิน์�%น์หาคำ�า pH จ้ากิ pH = -log[H+] = -log

[7.707 10-4] = 3.1131

pH ขอุงสารลัะลัาย = 3.1131 Ans

Example 6.13 จำงหาค์วามเข$มข$น้ำของ CH3COOH ท��ม� pH = 5.3

ก�าหน้ำดุให$ Ka ของ CH3COOH = 1.85 10-5

ว�ธ์�ท า หา [H+] จ้ากิ pH = -log[H+] 5.3 = -log[H+] -log[H+] = 5.3 [H+] = 10-5.3 = 5.012 10-6

หาคำวามีเข�มีข�น์ขอุง CH3COOH

[H+] = Ca Ka5.012 10-6 = Ca 1.85 10-5

Example 6.13 (ตั%อ)

Ca = 5.012 10-

6

Ca = 3.414 10-2

คำวามีเข�มีข�น์ขอุง CH3COOH = 3.414 10-2 M Ans

1.85 10-5