21
1 กรด-เบส โดย ดร. พเชษฐ อนุรกษอุดม สมบัติทั่วไปของกรดและเบส กรด (Acid) มีรสเปรี้ยว เชนน้ําสมสายชูมีรสเปรี้ยวจาก acetic acid สวนผลไมที่มีรส ปี ยวจะมcitric acid นองคระกอบ ทําปฏิกิริยากับโลหะบางชนิดใหแกสไฮโดรเจน ทําปฏิกิริยากับคารบอเนท (CO 3 2- ) และ ไบคารบอเนท (HCO 3 - ) ใหแกส คารบอนไดออกไซด (CO 2 ) เบส (Base) มีรสขม ใหความรูสึกลื่นมือ เชน สบู 1. . นิยามของกรดและเบส นิยามของกรดและเบส 1 1 ยามของอารเรเนยส 1.1 นยามของอารเรเนยส 1.2 นิยามของบรอนสเตด-เสารี 1.3 นิยามของลิวอิส 1.4 นิยามระบบตัวทําละลาย 1.1 นิยามของอารเรเนียส นิยามของอารเรเนียส กรด คือ สารทีละลายน้ํา แลว แตก ตัวให H + เชน HCl H + + Cl - H SO H + + HSO - H 2 SO 4 H + HSO 4 HCO 3 - H + + CO 3 2-

กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

1

กรด-เบส

โดย ดร. พเชษฐ อนรกษอดม

สมบตทวไปของกรดและเบส• กรด (Acid)

– มรสเปรยว เชนนาสมสายชมรสเปรยวจาก acetic acid สวนผลไมทมรสป ป ปเปรยวจะม citric acid เปนองคประกอบ

– ทาปฏกรยากบโลหะบางชนดใหแกสไฮโดรเจน– ทาปฏกรยากบคารบอเนท (CO3

2-) และ ไบคารบอเนท (HCO3-) ใหแกส

คารบอนไดออกไซด (CO2)• เบส (Base)

– มรสขม – ใหความรสกลนมอ เชน สบ

11. . นยามของกรดและเบสนยามของกรดและเบส1 1 นยามของอารเรเนยส1.1 นยามของอารเรเนยส1.2 นยามของบรอนสเตด-เสาร1.3 นยามของลวอส1.4 นยามระบบตวทาละลาย

11..11 นยามของอารเรเนยสนยามของอารเรเนยสกรด คอ สารทละลายนา แลว แตกตวให H+ เชน

HCl H+ + Cl-

H SO H+ + HSO -H2SO4 H + HSO4 HCO3

- H+ + CO32-

Page 2: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

2

เบส คอ สารท ละลายนา แลวแตกตวให OH- เชน

NaOH Na+ + OH-

Ba(OH)2 Ba2+ + 2OH-( )2Ca(OH)2 Ca2+ + 2OH-

กรดแก คอ กรดทแตกตวให H+ มาก

ความแรงของกรดและเบสกรดแก คอ กรดทแตกตวให H+ มาก กรดออน คอ กรดทแตกตวให H+ นอยเบสแก คอ เบสทแตกตวให OH- มาก เบสออน คอ เบสทแตกตวให OH- นอย

ปฏกรยาสะเทนของกรดและเบส ปฏกรยาสะเทนของกรดและเบส จะเปนปฏกรยาระหวาง H+ และ OH- เกดเปน นา

H+ + OH- H O(l)H + OH H2O(l)HCl + NaOH NaCl + H2Oกรด + เบส เกลอ + นา

Page 3: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

3

ขอจากดของนยามอารเรเนยส สารทจะเปนกรดหรอเบสตองละลายนาเทานน สารทไมม H+ หรอ OH- ในโมเลกลไมจดวาเปนกรด สารทไมม H หรอ OH ในโมเลกลไมจดวาเปนกรด

หรอเบส เชน NH4Cl NH3 CH3COONaH+ จะอยในรป hydrate ion เสมอ เขยนแทนดวย H3O+

เรยกวา ไฮโดรเนยมไอออน หรอ ไฮดรอกโซเนยมไอออน

11..22 นยามของบรอนสเตดนยามของบรอนสเตด--เลารเลาร

กรด คอ สารท ให H+

เบส คอ สารท รบ H+เบส คอ สารท รบ H

ปฏกรยาระหวางกรดและเบส เปนการเคลอนยายโปรตอนจากกรดไปยงเบสกรดไปยงเบส

HCl(aq)+H2O(l) H3O+(aq) +Cl-(aq)กรด1 เบส2 กรด2 เบส1

HCl และ Cl- เปน คกรด-เบส คท 1(conjugate acid-base)H3O+ และ H2O เปน คกรด-เบส คท 2 (conjugate acid-base)

โดย

และCl- เปนคเบส (conjugate base) ของกรด HClHCl เปนคกรด (conjugate acid) ของ Cl-

Page 4: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

4

CO32- + H2O OH- + HCO3

-

เบส1 กรด2กรด2 เบส21 2

NH3 + H2O NH4+ + OH-

เบส กรดกรด เบสเบส1 กรด2กรด2 เบส2

H2O เปนไดทงกรดและเบส

สารทเปนฝายใหและรบ H+ เรยกวา แอมฟโปรตก (amphiprotic)

ขนอยกบความสามารถในการใหและรบ H+

ความแรงของกรดและเบส

กรดแก คอ กรดทให H+ มากกรดออน คอ กรดทให H+ นอยเบสแก คอ เบสทรบ H+ มากเบสออน คอ เบสทรบ H+ นอย

ขอสงเกต1. สาหรบคกรด-เบสคหนง ถากรดเปนกรดแก คเบสจะเปนเบสออน เชน HCl เปน กรดแก Cl- เปน เบสออนเบสออน เชน HCl เปน กรดแก Cl เปน เบสออน

NH3 เปน เบสออน NH4+ เปน กรดแก

2. กรดหรอเบสอาจเปนโมเลกลหรอไอออนกได3. โมเลกลของนาอาจเปนฝายใหหรอรบ H+ กได 3. นนคอ นาเปนแอมฟโปรตกหรอแอมโฟเทอรก

Page 5: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

5

คาคงทของสมดล สมดลของกรด

HA(aq)+H2O(l) H3O+(aq)+ A-(aq)ถาม กรด HA ชนดหนง ซงมการแตกตวดงสมการ

จะมคาสมดลดงนKa = [H3O+][A-]

[HA]เมอ Ka เปนคาคงทของการแตกตวของกรด

สมดลของเบส

+ถามเบส B ชนดหนง ซงมการแตกตวดงสมการ

B(aq) + H2O(l) BH+(aq) + OH-(aq)จะมคาสมดลดงน

Kb = [BH+][OH-][ ][B]

เมอ Kb เปนคาคงทของการแตกตวของเบส

ตวอยางท 1 จงแสดงวาจากปฏกรยาตอไปน สารใดเปนเบสและกรดตามทฤษฎบรอนสเตด-เลาร KNH2+NH4Cl KCl+2NH3

จากสมการขางตนสามารถเขยนใหมในรปสมการไอออนก :NH2

- + NH4+ 2NH3

เบส กรดเบส กรด

ตวอยางท 2 สารตอไปน สารใดเปน กรดหรอเบสตามนยามบรอนสเตด-เลาร ก. HI ข. HNO2 ค. NH4

+ ง. NH2- จ. HCO3

-

ก. HI เปน กรดข. HNO2 เปน กรด ค. NH4

+ เปน กรด ง. NH2

- เปน เบสจ. HCO3

- เปน กรดและเบส

Page 6: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

6

11..33 นยามของลวอสนยามของลวอสกรด คอ สารทรบค e-จากเบสได แลวเกดพนธะโคเวเลนต

เบส คอ สารทใหค e- ในการเกดพนธะโคเวเลนต

H+ + :O-H - H-O-H.... ....H HF F

H-N: + B-F H-N B-F H HF Fเบส กรด

ส.ป.ก. ทธาตม V. e- < 8 หรอมออรบตอลวาง เชน BF3AlCl3 จดเปน กรดลวอส และเรยกธาตนน วา อเลกโตรไฟล (Electrophile)pส.ป.ก.หรอไอออนทมค e- โดดเดยว จดเปน เบสลวอส และเรยกอะตอมนนวา donor atom หรอนวคลโอไฟล (Nucleophile) เชน O ใน OH-

ใN ใน NH3

ในปฏกรยาสะเทนระหวางโลหะออกไซด เชน

.. O:..O:..

2:O:2- + S-O: :O S-O:....

..

..:O:.. :O:..

2-

ตวอยางท 3 สารตอไปนสารใดเปนกรดตามนยามของลวอสNH4

+ CH3+ BCl3 Fe2+ H2S

ตอบ CH3+ BCl3 Fe2+

Page 7: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

7

11..44 นยามระบบตวทาละลายนยามระบบตวทาละลายกรด คอ สารทใหไอออนบวกของตวทาละลาย (ไอออนกรด)

เบส คอ สารทใหไอออนลบของตวทาละลาย (ไอออนเบส)

กรด HCl ในตวทาละลาย HC2H3O2:

HCl + HC H O H C H O + + Cl-HCl + HC2H3O2 H2C2H3O2 + Clกรด ตวทาละลาย ไอออนกรดของ

ตวทาละลาย

NaC2H3O2 ในตวทาละลาย HC2H3O2 :

NaC2H3O2+ HC2H3O2 C2H3O2-+ Na+ + HC2H3O2

เมอกรดและเบสทาปฏกรยากนใน HC2H3O2 :

H2C2H3O2+ + C2H3O2

- 2 HC2H3O2

ตวอยางตวทาละลายทใชในระบบตวทาล ลาย เชน H O NH HC H Oทาละลาย เชน H2O NH3 HC2H3O2SO2 เปนตน

22. . ปจจยทมผลตอความแรงของกรดและเบสปจจยทมผลตอความแรงของกรดและเบสกรดไฮโดร

- คาบเดยวกน ความแรง Z EN

เชน NH3> H2O> HF- หมเดยวกน ความแรง Z

HF<HCl<HBr<HIH2O<H2S<H2Se<H2Te

เชน

Page 8: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

8

กรดออกซ (H-O-Z) ความแรง ENZ

ถาเปนกรดออกซของอโลหะตวเดยวกน : ความแรง จานวน O-atom Oxidation number

HClO<HClO <HClO <HClOHClO<HClO2<HClO3<HClO4

เบส- คาบเดยวกน ความแรง EN

เชน NH3 > H2O > HFNH2

- > OH-> F-

ความแรง จานวนประจเชน N3- > O2- > F-

N3- > NH2- > NH2- > NH3

Leveling effectเปนปรากฏการณทตวทาละลายบดบงความแรงของ

กรดและเบสตางๆ

HCl + H2O H3O+ + Cl-

HNO3 + H2O H3O+ + NO3-

กรดในนา :

NO3 2O 3O NO3

HClO4 + H2O H3O+ + ClO4-

นนคอ เกด leveling effect ของ นา นนคอ เกด leveling effect ของ นา นา เปน leveling solvent

Page 9: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

9

ถาใช HOAc เปนตวทาละลาย พบวา กรดเหลานนจะแตกตวตางกน และไดวา

HClO4> HCl > HNO3

ดงนน HOAc เปน differentiating solvent ของกรดเหลานนเหลานน

เบสเบสแกสามารถเกด leveling effect ไดเหมอนกรด เชน NH - และ H- เปนเบสแกเหมอนกนในนาNH2 และ H เปนเบสแกเหมอนกนในนา

ดงนน ถาตองการบงบอกความแรงของเบส 2 ชนดน ตองใช NH3 เปนตวทาละลาย

33 การแตกตวของกรดออนและการแตกตวของกรดออนและ33. . การแตกตวของกรดออนและการแตกตวของกรดออนและเบสออนเบสออน

เมอ CH3COOH หรอ HOAc ละลายนา จะเกด dissociation หรอ ionization :

3.1 การแตกตวของกรดโมโนโปรตก

dissociation หรอ ionization :HOAc + H2O H3O+ + OAc-1-α α α

โดย Ka = [H3O+][OAc-]a 3

[HOAc]เมอ Ka = คาคงทของการแตกตวเปนไอออนกรด

Page 10: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

10

ความสามารถในการแตกตว :

α = โมลของกรดทแตกตว โมลของกรดทงหมด

α โมลของกรดทงหมด

เมอ = เศษสวนจานวนโมลของกรดทแตกตว

H2CO3 + H2O H3O+ + HCO3- Ka1 = 4.5 x 10-7

33..22 การแตกตวของกรดโพลโปรตกการแตกตวของกรดโพลโปรตก

HCO3- + H2O H3O+ + CO3

- Ka2 = 4.7 x 10-11

โดยกรดโพลโปรตก จะม

Ka = Ka1 x Ka2 x Ka3 x...

ตวอยางท 4 จงคานวณ [H+], [ClO-] และ [HClO] ในสารละลายกรดไฮโปรคลอรสทมความเขมขน 0.10 M และคานวณหารอยละการแตกตวของกรดนดวย (Ka=3.2x10-8)

HClO + H2O H3O+ + ClO-

0.10-x x xจาก Ka = [H3O+][ClO-]

[HClO]3.2x10-8= (x)(x) = x2

0.10-x 0.10x = 5.7 x 10-5 M

[H+] = [ClO- ] = 5.7x10-5 M

[HClO] = 0.10 M

รอยละการแตกตว = [H+]x100[HClO]

= 5.7x10-5x1000 100.10

= 5.7x10-2

Page 11: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

11

33..33 การแตกตวของเบสการแตกตวของเบสเบสจะเกดการแตกตวในนาเหมอนกบกรด

+NH3 + H2O NH4+ + OH-

1-x x xโดย Kb = [NH4

+][OH-][NH3][NH3]

เมอ Kb = คาคงทของการแตกตวของไอออนเบส

α = โมลของเบสทแตกตว โมลของเบสทงหมด

รอยละการแตกตวของเบส = โมลของเบสทแตกตว โมลของเบสทงหมด x100 โมลของเบสทงหมด

33..4 4 คาคงทผลคณไอออนของนา คาคงทผลคณไอออนของนา (K(Kww))นา แอมฟโปรตกเกดปฏกรยา ดงนฏ

HOH + HOH H3O+ + OH-

กรด1 เบส1เบส2 กรด2

เรยกปฏกรยานวา การแตกตวไดเองของนา (autoprotolysis หรอ self-ionization)

โดย Kw = [H3O+][OH-] หรอ Kw = [H+][OH-]

ในนาบรสทธ ;[H3O+] = [OH-] = (10-14)1/2 = 10-7 M

ในกรด ;ในกรด ;[H3O+] > 10-7 M ; [OH-] < 10-7 M

ในเบส ;[H3O+] < 10-7 M ; [OH-] > 10-7 M3

Page 12: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

12

33..5 5 มาตราสวน มาตราสวน pHpHซอเรนเสน (Sorensen) เสนอวา

+pH = -log [H+]หรอ

[H+] = 10- pH

ตวอยางท 5 ก) จงคานวณ pH ของสารละลาย 0.10 M HCl ท 25°C

HCl เปนกรดแก แตกตว 100%

∴ [H3O+] = 0.10 MpH = - log [H3O+]p g 3

= - log (0.10)= 1

ข) ในนาบรสทธ ม [H3O+] = 10-7 M

∴ pH ของนา = 7∴

ค) สารละลาย NaOH 0.10 mol.dm-3 pH = ?

NaOH เปนเบสแก แตกตว 100%

∴ [OH-] = 0.10 mol.dm-3

จาก Kw = [H+][OH-]

∴ [H+] = K = 10-14∴ [H ] Kw 10[OH-] 0.10

[H+] = 10-13 pH = - log 10-13 = 13

Page 13: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

13

สรปสรปสารละลาย pHกรด <7กลาง 7

เบส >7

นอกจากน การบงบอกสภาวะการเปนกรด-เบส สามารถใชในรป pOH ได โดย

pOH = - log [OH-]

ดงนน ในนาบรสทธ :[H3O+] = [OH-] = 10-7 M

pH = pOH = 7

หรออาจกลาวไดวา

pH + pOH = 14

ในทานองเดยวกน สาหรบคาคงทของสมดล สามารถเขยนได ดงน

K l KpK = -log Kดงนน acetic acid ทม Ka = 1.8x10-5

pKa = - log 1.8x10-5

= 4.74นนคอ

pKa กรด

Page 14: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

14

ตวอยางท 6 สารละลาย CO2 อมตวม [H3O+] เทากบ 1.3x10-4 M จงคานวณ pH ของสารละลายน

จาก pH = -log [H3O+]= -log 1.3x10-4

= 3.89

ตวอยางท 7 พลาสมาของโลหต(blood plasma) ท 25 °c ม pH เทากบ 7.4 จงคานวณ [H3O+] และ [OH-]

จาก [H+] = 10-pHจาก [H ] 10= 10-7.4

= 3.9x10-8 M

∴ [H+] = 3.9x10-8 Mจาก Kw = [H3O+][OH-] = 10-14

[OH-] = Kw = 10-14 = 2.6x10-7 M[H+] 3.9x10-8

วธวด pH ของสารละลาย1. วธเปรยบเทยบส

เปนการวด H โดยเตมอนดเคเตอรทเหมาะสมลงเปนการวด pH โดยเตมอนดเคเตอรทเหมาะสมลงไปในสารละลายหรอใชกระดาษชบอนดเคเตอร(กระดาษ pH)

2. วดความตางศกยเปนการวด pH โดยใชเครอง pH มเตอร (pH meter)ซงวดความตางศกยระหวางขวไฟฟาแกวและขวไฟฟามาตรฐาน

44. . ไฮโดรลซสไฮโดรลซสคอ ปฏกรยาระหวางเกลอกบนา ซงละลายนาจะแตกตวให

ไอออนบวกและไอออนลบ เมอไอออนบวกเกดปฏกรยา :

M+ + H2O MOH + H+ (pH<7)เมอไอออนลบเกดปฏกรยา :

X- + H2O HX + OH-(pH>7)

Page 15: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

15

เกลอทจะเกดไฮโดรลซสได ตองเปนเกลอทมไอออนของกรดออนหรอเบสออนเทานน

เกลอระหวางกรดแกกบเบสแก ไมเกดไฮโดรลซส

44..11 เกลอของกรดออนเกลอของกรดออน--เบสแกเบสแกเมอ OAc- ละลายนาจะเกดไฮโดรลซส :

OAc- + H2O HOAc + OH-

Kh = [HOAc][OH-] = Kw[OAc-] Ka

44..22 เกลอของกรดแกเกลอของกรดแก--เบสออนเบสออนเมอ NH4

+ ละลายนาจะเกดไฮโดรลซส :NH4

+ + H2O NH3 + H3O+

Kh = [NH3][H3O+] = Kw[NH4

+] Kb

44..33 เกลอของกรดออนเกลอของกรดออน--เบสออนเบสออนเมอ NH4CN ละลายนาจะเกดไฮโดรลซส :

NH4+ + H2O NH3 + H3O+ (1)

Kh = [NH3][H3O+] = Kw = 10-14 = 5.6x10-10

[NH4+] Kb 1.8x10-5

CN- + H O HCN + OH- (2)CN + H2O HCN + OH (2)Kh = [HCN][OH-] = Kw = 10-14 = 2.0x10-5

[CN-] Ka 4.9x10-10

Page 16: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

16

จะเหนไดวา ปฏกรยา (2) เกดไดมากกวา ปฏกรยา (1) ม OH- > H3O+ สารละลายเปนเบส

เมอ ปฏกรยา (1) + (2) เมอ ปฏกรยา (1) + (2) : NH4

+ + CN- NH3 + HCN Kh = [NH3][HCN] = Kw

[NH +][CN-] K x K[NH4 ][CN ] Kax Kb

pH = Kwx KaKb

ขอสรปเกยวกบไฮโดรลซสของเกลอตางๆ

แบบของเกลอ ไอออนทเกดไฮโดรลซส pH p

กรดแก-เบสแก - 7กรดออน-เบสแก ไอออนลบ >7กรดแก เบสออน ไอออนบวก <7กรดแก-เบสออน ไอออนบวก <7กรดออน-เบสออน ไอออนบวกและลบ 7,<7, >7

55. . สารละลายบฟเฟอรสารละลายบฟเฟอรคอ สารละลายทเตมกรดแกหรอเบสแกจานวนเลกนอยลง

ไป แลวไมทาให pH ของสารละลายเปลยนแปลง ไดแก

สารละลายผสมระหวางกรดออนและเกลอของกรดออน หรอ สารละลายผสมระหวางเบสออนและเกลอของเบสออน

เมอพจารณาสมดลระหวาง HOAc และ NaOAc ดงสมการ

HOAc + H2O OAc -+ H3O+

K = [OAc-][H O+] [H O+] = K [HOAc] Ka = [OAc ][H3O ] [H3O ] = Ka [HOAc] [HOAc] [OAc-]

[H3O+] = Ka [กรด] [ ] [เกลอ]

หรอ pH = pKa - log [กรด][เกลอ]

Page 17: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

17

ถากรดและเกลอมความเขมขนเทากน:

pH =pKa

ตวอยางท 8 สารละลายทม HOAc 0.1 โมล และ NaOAc 0.1 โมล ใน

1 dm3 (Ka = 1.8x10-5) บฟเฟอรกรดpH = pKa = 4.74

ก. เมอเตมนาลงไป : pH = 4.74

ข. เมอเตม 1M HCl ลงไป 1 cm3

ป โจะม H3O+ มาทาปฏกรยากบ OAc- = 0.001 โมล

H3O+ + OAc- HOAc + H2Oจาก HCl

HOAc = 0.1 + 0.001 = 0.101 molOAc- = 0.1- 0.001 = 0.099 mol

จาก pH = pKa - log [กรด][เกลอ]

= 4.74 - log 0.1010.099

= 4.731

ถาเตมกรดจานวนเทานลงในนา :pH = -log [H3O+] = 3

ค. เมอเตม 1M NaOH ลงไป 1 cm3

จะม OH- มาทาปฏกรยากบ HOAc = 0.001 โมลจาก NaOH

OH- + HOAc OAc- + H2O

HOAc = 0.1 - 0.001 = 0.099 molOAc- = 0.1+ 0.001 = 0.101 mol

Page 18: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

18

จาก pH = pKa - log [กรด][เกลอ]

= 4.74 - log 0.0990.101

= 4.749

ถาเตมเบสจานวนเทานลงในนา :pOH = -log [OH-] = 3 pH = 14 - 3 = 11

สาหรบสารละลายทเปนของผสมระหวางเบสออนและเกลอของเบสออน เชน NH3 และ NH4Cl เปนบฟเฟอรทเปนเบส

[OH-] = K [เบส][OH ] = Kb [เบส] [เกลอ]

หรอ pOH = pKb - log [เบส][เกลอ][เกลอ]

66. . อนดเคเตอรสาหรบกรดอนดเคเตอรสาหรบกรด--เบสเบสเปนสารอนทรยทมโครงสรางซบซอนและเปลยนสได

เมอ pH ของสารละลายเปลยนแปลงไปเปนคาทเหมาะ สม

เปนกรดออนหรอเบสออน

อนดเคเตอรจะเปลยนสท pH เทาใดขนอยกบคาคงทของสมดลของอนดเคเตอร

ชวง pH ของสารละลายทอนดเคเตอรคอยๆเปลยนสจากสหนงไปเปนอกสหนง เรยกวา ชวง pH ของอนดเคเตอร

Page 19: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

19

77. . การไทเทรตกรดการไทเทรตกรด--เบสเบสเปนกระบวนการหาปรมาณกรดและเบสททาปฏกรยาพอด แลวนาไปคานวณความเขมขนของกรดหรอเบส

จดทกรดและเบสทาปฏกรยาพอดกน เรยกวา จดสมมล ซงจะมคาแตกตางกนไปขนอยกบชนดของกรดและเบส

จดทอนดเคเตอรเปลยนส เรยกวา จดยต ดงนนควรเลอกอนดเคเตอรทเปลยนสตรงชวงจดสมมลหรอใกลเคยงมากทสด

77..11 การไทเทรตกรดแกกบเบสแกการไทเทรตกรดแกกบเบสแกจดสมมลของสารละลายม pH เทากบ 7

77..22 การไทเทรตกรดออนกบเบสแกการไทเทรตกรดออนกบเบสแกจดสมมลของสารละลายม pH มากกวา 7

77..33 การไทเทรตกรดแกกบเบสออนการไทเทรตกรดแกกบเบสออนจดสมมลของสารละลายม pH นอยกวา 7

Page 20: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

20

77..44 การไทเทรตกรดโพลโปรตกกบเบสแกการไทเทรตกรดโพลโปรตกกบเบสแกจดสมมลของสารละลายจะขนกบคาคงทของการแตกตวของกรด

Diprotic Weak Acid - Strong Base Titration

6

8

10

12

14

pH

Dr. S. M. Condren

0

2

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Volume of Base Added

แบบฝกหด

1. จงคานวณ pH ของสารละลายตอไปน ก. สารละลาย 0.14 M HCOOH ( pH = 2.31) ข. สารละลาย NH4Cl เขมขน 0.25 M ( pH = 4..93) ข. สารละลาย NH4Cl เขมขน 0.25 M ( pH 4..93) ค. สารละลายแอมโมเนย 0.25 dm3 ทม NH3 ละลายอย 0.86 mol ( pH = 11.89) ง. สารละลายของ NaCN 0.40 dm3 ทม NaCN ละลายอย 0 56 l ( H 11 73)ละลายอย 0.56 mol ( pH = 11.73)

2. จะตองใชโซเดยมอะซเตตกโมลละลายนา เพอใหสารละลายมปรมาตร 0.25 dm3 และม pH = 8.9 (0.028 mol )

3. เมอเตม 1.00 M HCl 150 cm3 ลงในสารละลายทม Na2CO3 30 g ในนา 350 cm3 สารละลายนจะม pH เทาใด (10.2)

4. เมอผสม 0.0550 M H2SO4 25 cm3 กบ 0.12 M KOH 30 cm3

ก สารล ลายทไดจ เปนกรดหรอเบส (เบส)ก. สารละลายทไดจะเปนกรดหรอเบส (เบส) ข. สารละลายจะม pH เทาใด (12.19 )5. จงคานวณ [H+][ClO-] และ [HClO] ในสารละลายกรดไฮโป

คลอรสทมความเขมขน0.10 M และคานวณหารอยละการแตกตวของกรดนดวยตวของกรดนดวย ([H+] = [ClO-] = 5.7 x 10-5 M, [HClO] = 0.10 M, รอยละการแตกตวของกรด = 5.7 x 10-2 )

Page 21: กรด เบส - Chem ku-kpschem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403312-8-acid-base.pdf1 กรด-เบส โดย ดร.พเชษฐ อน รกษอ ดม สมบ

21

6.สารละลาย 0.13 M ของกรดอนทรยชนดหนงม pH = 5.45 จงคานวณคา Ka ของกรดน (9.69 x 10-11 )

7. ไอออนลบ (A-) ของเกลอ KA ในสารละลาย 0.1 F เกดไฮโดรลซส 8% จงคานวณ Kaของกรดน (1.4 x 10-11 )

8.อตราสวนของกรดฟอรมกและเกลอฟอรเมตควรจะเปนเทาใดจงจะทาใหสารละลายบฟเฟอรของกรด-เกลอคนม pH = 2.89 (7.3 )

9. อนดเคเตอร (HIn) มคาคงตวสมดลเทากบ 1 x 10-5 เมออยในรปของ HIn จะมสเหลอง แตใน รปของ In- จะมสเขยว ถาอนดเคเตอรนอยในสารละลายทม pH เทากบ 7 สารละลายจะมสอะไร (เขยว )( )

10. จงคานวณ pH ของสารละลายในการไทเทรต 0.100 M กรดเบนโซอก 3 cm3 กบ 0.100M NaOH 30 cm3

ก. เมอหยดสารละลาย NaOH ลงไป 10 cm3 (3.9 ) ข. เมอหยดสารละลาย NaOH ลงไป 30 cm3 (8.45 )( )

ค. เมอหยดสารละลาย NaOH ลงไป 40 cm3 (12.16 )