2006/Sep/11

การทดลองที่ 1การนำไฟฟ้าของน้ำ

1. ใส่น้ำกลั่น 10 cm3ลงในหลอดทดลองขนาดกลาง ทดสอบการนำไฟฟ้าด้วยเครื่องตรวจการนำไฟฟ้า สังเกตความสว่างของหลอดไฟ

2. ต่อแอมมิเตอร์ชนิดที่นำไฟฟ้าได้เป็นไมโครแอมแปร์เข้ากับเครื่องตรวจการนำไฟฟ้า แล้วจุ่มลวดตัวนำของเครื่องตรวจการนำไฟฟ้าลงในน้ำกลั่น ดังรูป อ่านค่ากระแสไฟฟ้า บันทึกผล

3. อุ่นน้ำกลั่นให้ร้อนประมาณ 60 cแล้วทดสอบการนำไฟฟ้าเช่นเดียวกับข้อ 2

ผลการทดลอง

น้ำบริสุทธิ์นำไฟฟ้าได้น้อยมาก จนไม่สามารถตรวจสอบได้ดัวยเครื่องตรวจการนำไฟฟ้าธรรมดา แต่เมื่อใช้แอมมิเตอร์ช่วยในการทดสอบ เข็มของแอมมิเตอร์เบนเล็กน้อย แสดงว่าน้ำบริสุทธิ์แตกตัวให้ไฮโดรเนีบมไอออนและไฮดรอกไซด์ไอออนน้อยมาก การแตกตัวของน้ำบริสุทธิ์เป็นดังสมการ

H2O(l)+ H2O(l)H3O+(aq) +OH- (aq)

K[H2O]2 = [H3O+][OH-]

เนื่องจากน้ำแตกตัวได้น้อยมากจนถือว่าความเข้มข้นของน้ำไม่เปลี่ยนแปลง เมื่อจัดความสัมพันธ์อยู่ในรูปใหม่ จึงได้ค่าคงที่ใหม่ซึ่งเรียกว่า ค่าคงที่การแตกตัวของน้ำ ใช้สัญลักษณ์ Kw

ดังนั้นKw= [H3O+][OH-]

จากผลการทดลอง พบว่าน้ำที่อุณหภูมิสูงนำไฟฟ้าได้ดีกว่าที่อุณหภูมิต่ำ แสดงว่าน้ำที่อุณหภูมิสูงแตกตัวเป็นไอออนได้มากกว่าที่อุณหภูมิต่ำKwจึงสูงกว่า ตัวอย่างเช่น

ค่า ที่อุณหภูมิ 25cมีค่าเท่ากับ 1.0 x 10-14mol/dm3

ค่า ที่อุณหภูมิ 60 cมีค่าเท่ากับ 9.5 x 10-14mol/dm3

ดังนั้น การบอกค่าKwจึงต้องระบุอุณหภูมิด้วยเช่นเดียวกับค่าคงที่อื่นๆ โดยปกติเราไม่กล่าวถึงหน่วยของ Kwเช่นเดียวกับค่าคงที่สมดุลอื่นๆ ยกเว้นในกรณีที่จะนำมาใช้คำนวณความเข้มข้นของไอออนที่ระบุหน่วยของ Kw

จากสมการการแตกตัวของน้ำ จะได้ไฮโดรเนียมไอออนและไฮดรอกไซด์ไอออนเกิดขึ้นในจำนวนโมลที่เท่ากัน ดัวนั้น

=[OH- ]นั่นคือKw=[H3O+]2หรือ [OH-]2

[H3O+]

หรือ[H3O+] =[OH-] =Kw

=[OH-] =1.0 x 10-14 mol2/dm6 อุณหภูมิ 25 c

[H3O+]

=1.0 x 10-7 mol/dm3

แสดงว่าน้ำบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิ 25 cมีความเข้มข้นของไฮดรอกไซด์ไอออน คือ1.0 x 10-7

2006/Sep/11

อินดิเคเตอร์คือ สารที่ใช้ทดสอบความเป็นกรด เบสของสารต่าง ๆ และสีของสารนี้จะเปลี่ยนไปเมื่อค่าความเป็นกรด - เบสเปลี่ยนไป

อินดิเคเตอร์ที่ใช้ในการทดสอบความเป็นกรด เบสของดินได้แก่


1. ยูนิเวอร์แซลอินดิเคเตอร์ เป็นตลับ ภายในมีกระดาษยูนิเวอร์แซลอินดิเคเตอร์ และบนตลับจะมีแผ่นเทียบสีค่า pH ตั้งแต่ 1 ถึง 14
ดินเป็นกรด จะเปลี่ยนสีกระดาษยูนิเวอร์แซลอินดิเคเตอร์จากสีน้ำตาลเป็นสีแดง
ดินเป็นเบส จะเปลี่ยนสีกระดาษยูนิเวอร์แซลอินดิเคเตอร์ จากสีน้ำตาบเป็นสีเขียวน้ำเงิน
ดินเป็นกลาง จะไม่เปลี่ยนสีกระดาษยูนิเวอร์แซลดิเคเตอร์

ตัวอย่างอินดิเคเตอร์

ประโยชน์ของอินดิเคเตอร์

1.ใช้เป็นตัวบอกจุดยุติในการติเตรต

    • ถ้าติเตรตกรดแก่ เบสแก่ ใช้อินดิเคเตอร์ที่มีช่วง pH = 7 (เลือกใช้ประมาณ 7 เพราะ จะได้เกลือกลาง)

    • ถ้าติเตรตกรดแก่ เบสอ่อน ใช้อินดิเคเตอร์ที่มีช่วง pH < 7 (จะเกิดเกลือกรด)

    • ถ้าติเตรตกรดอ่อน เบสแก่ ใช้อินดิเคเตอร์ที่มีช่วง pH > 7 (จะเกิดเกลือเบส)

ช่วง pH ของสารละลายที่อินดิเคเตอร์ค่อยๆเปลี่ยนสีจากสีหนึ่งไปเป็นอีกสีหนึ่ง เรียกว่า

ช่วง pH ของอินดิเคเตอร์

2. กระดาษลิตมัส ซึ่งมี2 สี คือ กระดาษลิตมัสสีน้ำเงินและสีแดง เมื่อทดสอบกับดินจะเกิดการเปลี่ยนแปลงดังนี้
ดินเป็นกรด จะเปลี่ยนกระดาษลิตมัสสีน้ำเงินเป็นสีแดง แต่สีแดงไม่เปลี่ยนแปลง
ดินเป็นเบส จะเปลี่ยนกระดาษลิตมัสสีน้ำเงินเป็นสีแดง แต่สีแดงไม่เปลี่ยนแปลง
ดินเป็นกลาง จะไม่เปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสทั้งสีน้ำเงินและสีแดง

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 ]