2006/Sep/11

[ ปฏิกิริยาของกรดเบส ]

[ การคำนวณกรดเบส ]

ปฏิกิริยาของกรดเบส

แบ่งได้เป็น 4 ชนิดคือ

ปฏิกิริยาระหว่างกรดแก่กับเบสแก่

ปฏิกิริยาระหว่างกรดแก่กับเบสอ่อน

ปฏิกิริยาระหว่างกรดอ่อนกับเบสแก่

ปฏิกิริยาระหว่างกรดอ่อนกับเบสอ่อน

กรดอ่อน (weak acid) คือกรดที่สามารถแตกตัวเป็นไอออนได้เพียงบางส่วน เช่น

กรดอะซิติคในน้ำส้มสายชู (vinegar) ยาแอสไพริน (acetylsalicylic acid) ใช้บรรเทาอาการปวดศรีษะ saccharin เป็นสารเพิ่มความหวาน niacin (nicotinic acid) หรือ ไวตามินบี เป็นต้น ตัวอย่างปฏิกิริยาของสารละลายกรด CH3COOH ในส่วนผสมของน้ำส้มสายชูจะมีดังนี้ :

CH3COOH(aq) + H2O(1) H3O+(aq) + CH3COO-(aq) มีค่า Ka

เบสอ่อน (weak base) คือเบสที่สามารถแตกตัวเป็นไออนได้เพียงบางส่วน เช่น

NH3 urea aniline เป็นต้น ตัวอย่างปฏิกิริยาของ ammonia มีดังนี้

NH3(aq) + H2O(aq) NH4+ (aq) + OH- (aq)

กรดแก่ (strong acid) คือกรดที่สามารถแตกตัวได้ 100% ในน้ำ เช่น HCl H2SO4 HN03 HBr HclO4 และ HI

เบสแก่ (weak base) คือกรดที่สามารถแตกตัวได้ 100% ในน้ำ เช่น Hydroxide ของธาตุหมู่ 1 และ 2 ( NaOH LiOH CsOH Ba(OH)2 Ca(OH)2 )

[ Top ]

การคำนวณกรดเบส

สมดุลเคมีเป็นสภาวะของระบบปิดที่เกิดการเปลี่ยนแปลงซึ่งอาจจะเป็นการเปลี่ยนแปลงทางเคมี(เกิดปฏิกิริยา) หรือการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ (เปลี่ยนสถานะ) ภายใต้เงื่อนไขดังต่อไปนี้

1. การเปลี่ยนแปลงนั้นต้องเกิดในสภาวะที่ ผันกลับได้ เท่านั้น
2.การเปลี่ยนแปลงจะเกิดขึ้นจนกระทั่งสมบัติของระบบ เช่น ความเข้มข้นของสารต่าง ๆ หรือความดันย่อยของแก๊สแต่ละชนิด ในระบบมีค่าคงที่ แต่ไม่จำเป็นต้องเท่ากัน
3. อัตราการเปลี่ยนแปลงไปข้างหน้าและย้อนกลับต้องเกิดด้วยอัตราที่เท่ากัน

เงื่อนไขทั้งสามนี้ เป็นตัวบอกได้ว่า ระบบเข้าสู่ภาวะสมดุลแล้ว สมดุลกรด - เบสก็คือสมดุลเคมี ระบบหนึ่ง ที่เกิดขึ้นกับ กรดอ่อนหรือเบสอ่อน แต่ไม่เกิดกับกรดแก่หรือเบสแก่ เพราะว่าแตกตัวหมดสมบูรณ์ 100 %

การคำนวณเกี่ยวกับสมดุลเคมีมีหลายลักษณะและมีแนวคิดที่แตกต่างกันออกไป แต่พอจะสรุปเป็นหลัก ๆ ได้เป็น

. โจทย์กำหนด สมการสมดุล, ความเข้มข้นเริ่มต้นของสารตั้งต้น , ความเข้มข้นของสารตัวใดตัวหนึ่ง ที่สมดุล แล้วให้หาค่า K
ข.โจทย์กำหนด สมการสมดุล , ความเข้มข้นเริ่มต้นของสารตั้งต้น , ค่า K แล้วให้หาค่าความ เข้มข้นของสารที่สมดุล
ค. โจทย์กำหนด สมการสมดุล, ความเข้มข้นเริ่มต้นของสารทุกตัว ที่มีในการสมการ, ค่า K แล้วให้หาค่า ความเข้มข้นของสารที่สมดุล
ง. เป็นโจทย์เกี่ยวกับ การรบกวนสมดุล ที่มีการกำหนดความเข้มข้นของสารทุกตัวที่สมดุล แล้วเติมสาร ในระบบสมดุลลงไปอีกทำให้สมกุลถูกรรบกวน แล้วจึงให้คำนวณหาค่าความเข้มข้นที่สมดุลใหม

สำหรับการคำนวณในสมดุลกรด - เบส ปกติจะเป็นการหาค่า PH, POH ความเข้มข้นเริ่มต้นของกรดหรือเบส, Ka หรือ Kb, % การแตกตัว ซึ่งมีหลักการคำนวณแบบสมดุลเคมีปกติแต่สมการที่มักจะใช้บ่อยมาก ในการ คำนวณ สมดุลกรดอ่อนได้แก่

กรดอ่อน [ H+] = Ka Ca เมือมี Ca คือความเข้มข้นของกรดอ่อน
หรือ
เบสอ่อนจะใช้สมการ
[ OH-] = KbCb แทน

ตัวอย่างจงหา pH ของสารละลายที่ประกอบด้วย 0.10 M NH3 และ 0.20 M NH4Cl เมื่อ

Kb ของ NH3 เท่ากับ 1.8x10-5 ที่ 25oC

วิธีทำ สมดุลการแตกตัวของเบส :

ความเข้มข้น (M) NH3(aq) + H2O(1) NH4+(aq) + OH-(aq)

........................เริ่มต้น ................0.10 .............................0.20 ............0

........................เปลี่ยนแปลง ..........-x ...............................+x ..............+x

........................ที่สมดุล ...............0.10-x ......................0.20+x .........x

ค่าคงที่การแตกตัวของเบสอ่อน :

Kb =

1.8 x 10-5 =

ใช้วิธีประมาณว่า 0.20 + x ~ 0.20 และ 0.10 - x ~ 0.10 จะได้

= 1.8 x 10-5

...................................x = [OH- ] = 1.8x10-5 x = 9.0 x 10-5

...............................pH = 14.00 - pOH = 14.00 + log[OH-]

...............................14.00 + log (9.0 x 10-5) = 14.00 - 5.05 = 8.95

ถ้าเติมกรดปริมาณเล็กน้อยลงไปในสารละลายบัฟเฟอร์นี้ สมการที่เกิดขึ้นคือ NH3 + H+ = NH4+

ถ้าเติมเบสปริมาณเล็กน้อยลงไปในสารละลายบัฟเฟอร์นี้สมการที่เกิดขึ้นคือNH4++OH-= NH3+H2O

การเลือกใช้สารละลายบัฟเฟอร็ที่เหมาะสม

[ Top ]