กรด - เบส
(Acids - Bases)
สารละลายอิเล็กโทรไลต์และนอนอิเล็กโทรไลต์ เมื่อนำไปละลายน้ำ สารละลายนอนอิเล็กโทรไลต์จะไม่แตกตัว แต่สารละลายอิเล็กโทรไลต์จะแตกตัวให้ไอออนบวกและไอออนลบ
โดยการศึกษาค้นคว้า วิวิัฒนาการของนิยามกรด - เบส 3 แบบ ได้แก่
นิยามของอาร์เรเนียส
สวันเต เอากุสต์ อาร์เรเนียส ชาวสวีเดนให้นิยามกรดว่า "การเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายน้ำแล้วให้โปรตอน (H+) และเบสเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายน้ำแล้วให้ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH-)"
นิยามของเบรินเสตด - ลาวรี
เบรินเสตด นักเคมีชาวเดนมาร์ก และลาวรี นักเคมีชาวอังกฤษ เสนอนิยามว่า "กรดหมายถึงสารที่ให้โปรตอน ส่วนเบสคือสารที่รับโปรตอน"
โดย ให้ HA เป็นกรด ในความหมายของคู่กรด - เบส คือ A- เป็นคู่เบสของกรด HA
นิยามของลิวอิส
จากนิยามของเบรินเสตด - ลาวรียังมีข้อจำกัด ลิวอิสจึงสรุปออกมา คือ "กรดคือตัวรับคู่อิเล็กตรอน เบสคือตัวให้คู่อิเล็กตรอน"
ประเภทของกรด - เบส
กรดแบ่งเป็น 2 ประเภท
1. กรดอินทรีย์ หมายถึงกรดที่มีหมู่ฟังก์ชันเป็น -COOH
2.กรดอนินทรีย์ แบ่งเป็น
2.1 กรดไฮโดร หมายถึง กรดที่มี H และอโลหะอื่นๆ
2.2 กรดออกซี หมายถึงกรดที่มี H และ O และอโลหะอื่นๆ
เบส แบ่งได้เป็น 2 ชนิด
1. เบสอินทรีย์ หมายถึงหมู่ฟังก์ชันที่มี-NH2
2. เบสอนินทรีย์ หมายถึงเบสที่มี OH- ประกอบกับโลหะในโมเลกุล
การจำแนกกรดโดยใช้จำนวนโปรตอนในโมเลกุล
1. กรด monoprotic คือกรด ที่แตกตัวให้ H+ ได้เพียงตัวเดียว
2. กรด polyprotic คือกรด ที่แตกตัวให้โปรตอนได้มากกว่า1 ตัว
ความแรงของกรดเบส
แบ่งสารละลายอิเล็กโทรไลต์ ได้เป็น 2 ชนิด
1. อิเล็กโทรไลต์แก่ ในที่นี้ได้แก่ กรดแก่ และเบสแก่ หรือกรด เบสที่แตกตัวได้หมด 100% เช่น HCL ,HBr
2. อิเล็กโทรไลต์อ่อน คือกรดอ่อนและเบสอ่อน หรือกรด เบส ที่แตกตัวไม่หมด
พิจารณาความแรงกรด - เบส
1. กรดออกซีที่อะตอมกลางเป็นธาตุเดียวกัน ให้พิจารณาจากเลขออกซิเดชันของอะตอมกลาง
2. กรดออกซีที่อะตอมกลางต่างชนิดกัน พิจารณาจากค่า EN
3. กรดไฮโดร ถ้ามีไฮโดรเจนและอโลหะหมู่เดียวกัน ความแรงของกรดจะเพิ่มตามเลขอะตอมของอโลหะ
4.ความแรงของเบส เบสที่ละลายน้ำดีกว่าจะแรงกว่า
5. สำหรับไฮดรอกไซด์ของโลหะหมู่เดียวกัน ความแรงจะเพิ่มขึ้นเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น
การแตกตัวของกรดและเบส
สามารถจำแนกได้เป็น 2 ลักษณะ คือการแตกตัวของกรด เบสในน้ำอย่างสมบูรณ์ และการแตกตัวของกรดอ่อนและเบสอ่อนในน้ำ ซึ่งจะเป็นปฏิกิริยาที่ไม่สมบูรณ์
1. การแตกตัวของกรดแก่และเบสแก่
ซึ่งการแตกตัวนั้นจะเป็นปฏิกิริยาสมบูรณ์ แตกตัว 100% การคำนวณจึงหาจากความเข้มข้นของโฮโดรเนียมและไฮดรอกไซด์จากความเข้มข้นของกรดแก่และเบสแก่ได้โดยตรง
2. การแตกตัวของกรดอ่อนและเบสอ่อน
คือเมื่อนำไปละลายน้ำแล้วจะแตกตัวไม่สมบูรณ์ เกิดสภาวะสมดุลขึ้นจึงคำนวณหาค่าคงที่การแตกตัว
3. การแตกตัวของน้ำ
เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ จึงเกิดการแตกตัวได้เอง มีสภาวะสมดุลดังสมการ
โดยการศึกษาค้นคว้า วิวิัฒนาการของนิยามกรด - เบส 3 แบบ ได้แก่
นิยามของอาร์เรเนียส
สวันเต เอากุสต์ อาร์เรเนียส ชาวสวีเดนให้นิยามกรดว่า "การเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายน้ำแล้วให้โปรตอน (H+) และเบสเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายน้ำแล้วให้ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH-)"
นิยามของเบรินเสตด - ลาวรี
เบรินเสตด นักเคมีชาวเดนมาร์ก และลาวรี นักเคมีชาวอังกฤษ เสนอนิยามว่า "กรดหมายถึงสารที่ให้โปรตอน ส่วนเบสคือสารที่รับโปรตอน"
โดย ให้ HA เป็นกรด ในความหมายของคู่กรด - เบส คือ A- เป็นคู่เบสของกรด HA
นิยามของลิวอิส
จากนิยามของเบรินเสตด - ลาวรียังมีข้อจำกัด ลิวอิสจึงสรุปออกมา คือ "กรดคือตัวรับคู่อิเล็กตรอน เบสคือตัวให้คู่อิเล็กตรอน"
ประเภทของกรด - เบส
กรดแบ่งเป็น 2 ประเภท
1. กรดอินทรีย์ หมายถึงกรดที่มีหมู่ฟังก์ชันเป็น -COOH
2.กรดอนินทรีย์ แบ่งเป็น
2.1 กรดไฮโดร หมายถึง กรดที่มี H และอโลหะอื่นๆ
2.2 กรดออกซี หมายถึงกรดที่มี H และ O และอโลหะอื่นๆ
เบส แบ่งได้เป็น 2 ชนิด
1. เบสอินทรีย์ หมายถึงหมู่ฟังก์ชันที่มี-NH2
2. เบสอนินทรีย์ หมายถึงเบสที่มี OH- ประกอบกับโลหะในโมเลกุล
การจำแนกกรดโดยใช้จำนวนโปรตอนในโมเลกุล
1. กรด monoprotic คือกรด ที่แตกตัวให้ H+ ได้เพียงตัวเดียว
2. กรด polyprotic คือกรด ที่แตกตัวให้โปรตอนได้มากกว่า1 ตัว
ความแรงของกรดเบส
แบ่งสารละลายอิเล็กโทรไลต์ ได้เป็น 2 ชนิด
1. อิเล็กโทรไลต์แก่ ในที่นี้ได้แก่ กรดแก่ และเบสแก่ หรือกรด เบสที่แตกตัวได้หมด 100% เช่น HCL ,HBr
2. อิเล็กโทรไลต์อ่อน คือกรดอ่อนและเบสอ่อน หรือกรด เบส ที่แตกตัวไม่หมด
พิจารณาความแรงกรด - เบส
1. กรดออกซีที่อะตอมกลางเป็นธาตุเดียวกัน ให้พิจารณาจากเลขออกซิเดชันของอะตอมกลาง
2. กรดออกซีที่อะตอมกลางต่างชนิดกัน พิจารณาจากค่า EN
3. กรดไฮโดร ถ้ามีไฮโดรเจนและอโลหะหมู่เดียวกัน ความแรงของกรดจะเพิ่มตามเลขอะตอมของอโลหะ
4.ความแรงของเบส เบสที่ละลายน้ำดีกว่าจะแรงกว่า
5. สำหรับไฮดรอกไซด์ของโลหะหมู่เดียวกัน ความแรงจะเพิ่มขึ้นเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น
การแตกตัวของกรดและเบส
สามารถจำแนกได้เป็น 2 ลักษณะ คือการแตกตัวของกรด เบสในน้ำอย่างสมบูรณ์ และการแตกตัวของกรดอ่อนและเบสอ่อนในน้ำ ซึ่งจะเป็นปฏิกิริยาที่ไม่สมบูรณ์
1. การแตกตัวของกรดแก่และเบสแก่
ซึ่งการแตกตัวนั้นจะเป็นปฏิกิริยาสมบูรณ์ แตกตัว 100% การคำนวณจึงหาจากความเข้มข้นของโฮโดรเนียมและไฮดรอกไซด์จากความเข้มข้นของกรดแก่และเบสแก่ได้โดยตรง
2. การแตกตัวของกรดอ่อนและเบสอ่อน
คือเมื่อนำไปละลายน้ำแล้วจะแตกตัวไม่สมบูรณ์ เกิดสภาวะสมดุลขึ้นจึงคำนวณหาค่าคงที่การแตกตัว
3. การแตกตัวของน้ำ
เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ จึงเกิดการแตกตัวได้เอง มีสภาวะสมดุลดังสมการ
H 2O (l) + H 2O (l) ↔ H 3O + (aq) + OH - (aq)
มาตรา pH, pOH, และ pKa
หาได้จากฟังก์ชันลอการิทึม โดยกำหนดว่า คำนวณหาจาก ฟังก์ชันลอการิทึมของความเข้มข้นกรดเบส
pH = -log[H+]
pOH = -log[OH-]
pH + pOH = 14
การแตกตัวของกรดหลายโปรตอน
กรดหลายโปรตอนคือมีจำนวนโปรตอนที่มีความเป็นกรดมากกว่า 1 โปรตอน กรดเหล่านี้จะแตกตัวได้หลายขั้นตอน โดยให้โปรตอน ขึ้นละ 1 โปรตอน
เกลือและปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส (Salts and Hydrolysis Reaction)
กรดสามารถทำปฏิกิริยากับเบส จะได้เกลือเป็นผลิตภัณฑ์ ปฏิกิริยานั้นเป็นปฏิกิริยาสมบูรณ์ จำแนกเป็น
1.กรดแก่กับเบสแก่ ได้เกลือกลาง
2.กรดอ่อน กับเบสแก่ จะได้เกลือของกรดแก่และเบสอ่อน เรียกสั้นๆว่า เกลือเบส มีคุณสมบัติเป็นกรด
3.กรดแก่กับเบสอ่อน จะได้เกลือกรด มีคุณสมบัติเป็นเบส
4.กรดอ่อนกับเบสอ่อน เกลือที่เกิดขึ้น มีคุณสมบัติได้ทั้งกรด เบสหรือเป็นกลาง ขึ้นอยู่กับค่า Ka และ Kb
ของกรดอ่อนและเบสอ่อนที่เป็นสารตั้งต้น
สารละลายบัฟเฟอร์ (Buffer Solution)
เป็นสารละลายประเภทหนึ่ง ซึ่งเมื่อเติมกรดแก่หรือเบสแก่ลงไปเล็กน้อย สารละลายนี้ยังคงมีค่า pH คงตัวหรือเปลี่ยนแปลงน้อยมาก ซึ่งเป็นสารละลายผสมระหว่างกรดอ่อนกับคู่เบสของกรดอ่อน หรือ สารละลายผสมระหว่างเบสอ่อนกับคู่กรดของเบสอ่อน
การทำงานแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ
สารละลายบัฟเฟอร์กรด ทำหน้าที่เป็นเบส และสารละลายบัฟเฟอร์เบส ทำหน้าที่เป็นกรด
อินดิเคเตอร์สำหรับกรด - เบส
ความหมายของอินดิเคเตอร์ คือ สิ่งที่สามารถบอกค่า pH ของสารละลายกรดหรือเบสได้ โดยมีช่วงการเปลี่ยนสีของอินดิเคเตอร์บางชนิด ดังนี้
ปฏิกิริยาระหว่างกรด - เบส
กรดและเบส สามารถทำปฏิกิริยากันได้ เกลือและน้ำ จำแนกเป็น 2 ประเภท
1. ปฏิกิริยาที่สารตั้งต้นทำปฏิกิริยาพอดีกัน คือปฏิกิริยาสมบูรณ์ ไำม่เหลือสารตั้งต้น
- ปฏิกิริยากรดแก่และเบสแก่ ได้เกลือที่มีสมบัติเป็นกลาง
- ปฏิกิริยากรดอ่อนและเบสแก่ ได้เกลือมีสมบัติเป็นเบส
- ปฏิกิริยากรดแก่และเบสอ่อน ได้เกลือที่มีสมบัติเป็นกรด
- ปฏิกิริยากรดอ่อนและเบสอ่อน ได้เกลือที่เป็นกรด เบสหรือกลางก็ได้
2. ปฏิกิริยาที่ปริมาณสารตั้งต้นทำปฏิกิริยาไม่พอดีกัน
- ปฏิกิริยาระหว่างกรดและเบสที่มีสารตั้งต้นเหลือจากการทำปฏิกิริยา เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์แก่
การไทเทรต (Titration)
คือ กระบวนการทางเคมีวิเคราะห์ เพื่อวิเคราะห์สารโดยการเติมสารละลายที่ทราบความเข้มข้น หรือสารละลายมาตรฐาน บรรจุอยู่ในบิวเรตต์ ลงในสารละลายที่ต้องการวิเคราะห์ปริมาณหรือความเข้มข้นที่บรรจุอยู่ในฟลาสก์ ทำปฏิกิริยากันจนถึงจุดสมมูล จุดที่ปฏิกิริยาพอดีกัน แล้วนำข้อมูลไปวิเคราะห์ต่อไป
โดยเราสามารถนำ pH ที่จุดสมมูลของการไทเทรตไปเลือกอินดิเคเตอร์ที่เปลี่ยนสีที่จุดสมมูล เราจะเรียกจุดที่อินเคเตอร์เปลี่ยนสีว่า จุดยุติซึ่งมีค่าใกล้เคียงกับจุดสมมูล
Titration
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น