ดาวน์โหลดงานนำเสนอ
งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ
ได้พิมพ์โดยWładysław Szczepaniak ได้เปลี่ยน 5 ปีที่แล้ว
1
โมลาริตี (Molarity) หมายถึงจำนวนโมลของตัวถูกละลายที่ละลายอยู่ในสารละลาย 1 ลูกบาศก์เดซิเมตร หน่วยคือ โมลต่อลูกบาศก์เดซิเมตร (mol/dm3), โมลต่อลิตร (mol/L), หรือ โมลาร์ (Molar, M) เช่น ถ้านำ NaCl หนัก กรัม (1 โมล) มาเติมน้ำจนสารละลายที่ได้มีปริมาตร 1 ลูกบาศก์เดซิเมตร สารละลาย NaCl ที่ได้นี้จะมีความเข้มข้น 1 โมลาร์ หรืออาจกล่าวได้ว่า สารละลาย NaCl เข้มข้น 1 โมลาร์ หมายถึง สารละลาย NaCl 1 ลูกบาศก์เดซิเมตร มี NaCl ละลายอยู่ 1 โมล จำนวนโมล สัมพันธ์กับ น้ำหนักของสาร ดังนี้ จำนวนโมล = น้ำหนัก (g) n = m M.W. มวลโมเลกุล (g/mol)
2
Example 6.2 สารละลาย H2SO4 เข้มข้น 27% โดยน้ำหนัก และมีความหนาแน่น g/cm3 จะมีความเข้มข้นกี่โมลาร์ (H = 1.0, S = 32, O = 16.0) วิธีทำ ต้องหาว่ามี H2SO4 กี่โมล ในสารละลาย 1 dm3 จากค่าความหนาแน่น สารละลาย g มีปริมาตร 1 cm3 ถ้าสารละลายหนัก 100 g จะมีปริมาตร = 1001 = cm3 จากโจทย์ H2SO4 เข้มข้น 27% โดยน้ำหนัก แสดงว่า สารละลาย 100 กรัม หรือ cm3 มี H2SO4 อยู่ 27 กรัม หรือ 27 โมล ดังนั้น ถ้าสารละลาย 1000 cm3 (1 dm3) จะมี H2SO4 = 1000 cm3 27 โมล = 3.30 โมล 1.198 98 cm3 98 สารละลาย H2SO4 เข้มข้น 3.30 โมลาร์ Ans
3
โมแลลริตี (Molality) หน่วยคือ โมลต่อกิโลกรัม หรือโมแลล (molal, m)
หมายถึงจำนวนโมลของตัวถูกละลายที่ละลายอยู่ในตัวทำละลายหนัก 1 กิโลกรัม หน่วยคือ โมลต่อกิโลกรัม หรือโมแลล (molal, m) เช่น สารละลาย HNO3 เข้มข้น 2.0 โมแลล จะมี HNO3 2 โมล ละลายอยู่ในน้ำ 1 กิโลกรัม ซึ่งเตรียมได้โดยนำกรด HNO3 มา 2 โมล เติมลงในน้ำซึ่งหนัก 1 กิโลกรัม การเตรียมสารในความเข้มข้นนี้มักไม่นิยม เนื่องจากไม่สะดวก เพราะต้องชั่งน้ำหนักของตัวทำละลาย แต่ในงานที่ต้องการเปลี่ยนอุณหภูมิในช่วงที่แตกต่างกันมากก็มันใช้หน่วยความเข้มข้นนี้เนื่องจากผลการเปลี่ยนอุณหภูมิจะไม่ทำให้ความเข้มข้นในหน่วยนี้เปลี่ยนไป
4
Example 6.3 น้ำตาลซึ่งมีสูตร C12H22O11 หนัก 10 กรัม ละลายน้ำ 125 กรัม จะมีความเข้มข้นกี่โมแลล (C = 12.0, H = 1, O = 16.0) วิธีทำ น้ำ 125 กรัม มีน้ำตาลละลายอยู่ 10 กรัม = 10 โมล ดังนั้น น้ำ 1000 กรัม (1 กิโลกรัม) จะมีน้ำตาลละลายอยู่ กรัม 10 โมล = โมล สารละลายมีความเข้มข้น 0.23 โมแลล Ans 342 342 125 กรัม
5
ฟอร์มาลิตี (Formality)
หมายถึง จำนวนกรัมสูตรของตัวถูกละลายที่ละลายอยู่ในสารละลาย 1 ลูกบาศก์เดซิเมตร หน่วยคือ ฟอร์มาล (formal, F) คล้ายกับหน่วยโมลาร์ ต่างกันที่ หน่วยโมลาร์ใช้กับสารประกอบที่มีสูตรโมเลกุล แต่หน่วยฟอร์มาลใช้กับสารประกอบไอออนิกซึ่งไม่มีสูตรโมเลกุล เช่น NaOH เมื่อละลายน้ำจะแตกตัวเป็น Na+ และ OH- หมดโดยไม่มี NaOH เหลืออยู่ในสภาพโมเลกุลในสารละลายเลย สารละลาย NaOH 1 ฟอร์มาล จะมี NaOH 1 กรัมสูตร ซึ่งหนัก 40 กรัม ในสารละลาย 1 ลูกบาศก์เดซิเมตร แต่ นักเคมีมักจะใช้ “โมลาริตี” แทน “ฟอร์มาลิตี” เสมอ เช่น NaOH 1 ฟอร์มาล มักจะกล่าวเป็น NaOH 1 โมลาร์ 1 กรัมสูตร = น้ำหนักโมเลกุล ของสารนั้นๆ
6
Example 6.4 ถ้าต้องการเตรียมสารละลาย Pb(NO3)2 เข้มข้น 0.1 F จำนวน 1 dm3 จะต้องใช้ Pb(NO3)2 หนักเท่าใด และสารละลาย Pb(NO3)2 เข้มข้น 0.1 F นี้จะมี Pb2+ และ NO3- เข้มข้นกี่โมลาร์ (Pb = 207.2, N = 14.0, O = 16) วิธีทำ น้ำหนักสูตรของ Pb(NO3)2 = 331.2 สารละลาย Pb(NO3)2 เข้มข้น 0.1 F หมายถึง สารละลาย Pb(NO3)2 1 dm3 มี Pb(NO3)2 ละลายอยู่ 0.1 กรัมสูตร ซึ่งคิดเป็นน้ำหนัก = 0.1 = กรัม นั่นคือต้องใช้ Pb(NO3)2 หนัก กรัม Ans เมื่อ Pb(NO3)2 1 โมล ละลายน้ำ จะแตกตัวเป็น Pb2+ 1 โมล และ NO โมล ดังนี้ Pb(NO3) Pb NO3- ดังนั้นสารละลาย Pb(NO3) F จะมี Pb2+ เข้มข้น 0.1M และ NO3+ เข้มข้น 0.2M Ans
7
นอร์มาลิตี (Normality)
หมายถึง จำนวนกรัมสมมูลของตัวถูกละลายที่ละลายอยู่ในสารละลาย 1 ลูกบาศก์เดซิเมตร หน่วยคือ นอร์มาล (normal, N) เช่น สารละลายกรด HCl เข้มข้น 1 นอร์มาล หมายถึงสารละลาย HCl 1 ลูกบาศก์เดซิเมตร มี HCl ละลายอยู่ 1 กรัมสมมูล ซึ่งคิดเป็นน้ำหนัก 36.5 กรัม N = จำนวนกรัมสมมูล สารละลาย 1 dm3 จำนวนกรัมสมมูล = น้ำหนัก (กรัม) น้ำหนักกรัมสมมูล (กรัม)
8
นอร์มาลิตี (Normality)
น้ำหนักกรัมสมมูลของสาร สามารถหาได้ดังต่อไปนี้ น้ำหนักกรัมสมมูลของกรด : น้ำหนักเป็นกรัมของกรดที่สามารถให้ H+ ได้ 1 โมล เช่น HCl 1 โมล ซึ่งหนัก 36.5 กรัม สามารถให้ H+ 1 โมล น้ำหนักกรัมสมมูลของ HCl จึงเท่ากับ = และ H2SO4 ซึ่งหนัก 98 กรัม สามารถให้ H+ 2 โมล น้ำหนักกรัมสมมูลของ H2SO4 จึงเท่ากับ 98 = 49 กรัม 1 2 น้ำหนักกรัมสมมูลของกรด = มวลโมเลกุลของกรด จำนวนโมลของ H+ ที่แตกตัว
9
นอร์มาลิตี (Normality)
น้ำหนักกรัมสมมูลของเบส : น้ำหนักเป็นกรัมของเบสที่สามารถให้ OH- 1 โมล หรือรับ H+ 1 โมล เช่น NaOH 1 โมล ซึ่งหนัก 40 กรัม สามารถให้ OH- 1 โมล น้ำหนักกรัมสมมูลของ NaOH จึงเท่ากับ 40 = 40 กรัม และ Ca(OH)2 1 โมล ซึ่งหนัก 74 กรัม สามารถให้ OH- 2 โมล น้ำหนักกรัมสมมูลของ Ca(OH)2 จึงเท่ากับ 74 = 37 กรัม น้ำหนักกรัมสมมูลของเกลือ : น้ำหนักเป็นกรัมของเกลือที่สามารถให้ประจุบวกหรือประจุลบ 1 โมล เช่น NaCl 1 โมล ซึ่งหนัก 58.5 กรัม สามารถให้ Na+ 1 โมล หรือ Cl- 1 โมล NaCl จึงมีน้ำหนักกรัมสมมูล = กรัม หรือ AlCl3 1 โมล ซึ่งหนัก กรัม สามารถให้ Al3+ 1 โมล (ประจุบวก 3 โมล) หรือ Cl- 3 โมล (ประจุลบ 3 โมล) จึงมีน้ำหนักกรัมสมมูล = กรัม 1 2 1 3
10
นอร์มาลิตี (Normality)
น้ำหนักกรัมสมมูลของสารที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชัน : เป็นปริมาณของสารที่ให้หรือรับอิเล็กตรอน1 โมล ตัวรีดิวซ์ 1 กรัมสมมูล จะให้อิเล็กตรอน 1 โมล ตัวออกซิไดส์ 1 กรัมสมมูล จะรับอิเล็กตรอน 1 โมล ตัวรีดิวซ์ 1 กรัมสมมูลจะทำปฏิกิริยาพอดีกับตัวออกซิไดส์ 1 กรัมสมมูล (ตัวรีดิวซ์และตัวออกซิไดส์จะทำปฏิกิริยาพอดีด้วยจำนวนกรัมสมมูลที่เท่ากัน) น้ำหนักกรัมสมมูลของตัวออกซิไดส์ หรือตัวรีดิวซ์ = น้ำหนักกรัมสูตร (กรัม) จำนวนเลขออกซิเดชันที่เปลี่ยนไปต่อ 1 สูตร
11
นอร์มาลิตี (Normality)
เช่น เมื่อ KMnO4 ถูกรีดิวซ์เป็น Mn2+ KMnO e Mn2+ เลขออกซิเดชันของ Mn เปลี่ยนจาก +7 ใน KMnO4 เป็น +2 ใน Mn2+ KMnO4 1 โมล รับอิเล็กตรอน 5 โมล KMnO4 1 กรัมสมมูล = KMnO4 1/5 โมล = 158/5 กรัม = กรัม น้ำหนักกรัมสมมูลของ KMnO4 = กรัม KMnO4 เข้มข้น 1 นอร์มาล มี KMnO4 ละลายอยู่ 1 กรัมสมมูล หรือ 1/5 โมล ในสารละลาย 1 ลูกบาศก์เดซิเมตร
12
นอร์มาลิตี (Normality)
นอร์มาลิตี และโมลาลิตี มีความสัมพันธ์กัน ดังนี้ N = nM เมื่อ n = จำนวนอิเล็กตรอนที่รับหรือให้ต่อสาร 1 โมลในปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชัน เช่น กรณี KMnO4 ถูกรีดิวซซ์เป็น Mn n มีค่าเท่ากับ 5 ดังนั้น สารละลาย KMnO4 1 นอร์มาล คือ สารละลาย โมลาร์ 1 = 5M M = 1/5 = โมลาร์
13
Example 6.5 จงคำนวณหานอร์มาลิตีของสารละลายต่อไปนี้
(ก) HNO g ในสารละลาย 1 dm3 (N = 14, H = 1.0, O = 16.0, Na = 23.0) วิธีทำ น้ำหนักกรัมสูตรของ HNO3 = g น้ำหนักกรัมสมมูลของ HNO3 = g N = จำนวนกรัมสมมูลของตัวถูกละลายในสารละลาย 1 dm3 สารละลาย 1 dm3 มี HNO3 ละลายอยู่ = g ดังนั้น จำนวนกรัมสมมูล = น้ำหนัก (g) = g = กรัมสมมูล นอร์มาลิตีของสารละลาย HNO3 = N Ans น้ำหนักกรัมสมมูล (g) 63.0 g/g equiv.
14
Example 6.6 จงคำนวณหานอร์มาลิตีของสารละลายต่อไปนี้
(ข) Na2CO g ในสารละลาย 1 dm3 วิธีทำ น้ำหนักกรัมสูตรของ Na2CO3 = g น้ำหนักกรัมสมมูลของ Na2CO3 = = g สารละลาย 1 dm3 มี Na2CO3 ละลายอยู่ = g จำนวนกรัมสมมูล = น้ำหนัก (g) = g = กรัมสมมูล นอร์มาลิตีของสารละลาย Na2CO3 = N Ans 2 53 น้ำหนักกรัมสมมูล (g)
15
Example 6.7 เมื่อ FeSO4 ทำปฏิกิริยากับ KMnO4 ใน H2SO4 จะได้ Fe2(SO4)3 และ MnSO4 จงคำนวณหาน้ำหนักของ FeSO4 ที่ทำปฏิกิริยาพอดีกับ KMnO4 หนัก 3.71 g FeSO Fe2(SO4)3 FeSO4 1 โมล ให้อิเล็กตรอน 1 โมล FeSO4 1 กรัมสมมูล = FeSO4 1 โมล = 152 กรัม KMnO MnSO4 KMnO4 1 โมล รับอิเล็กตรอน 5 โมล ดังนั้น KMnO4 1/5 โมล รับอิเล็กตรอน 1 โมล
16
Example 6.7 (ต่อ) KMnO4 1 กรัมสมมูล = KMnO4 1/5 โมล = 158/5 กรัม = กรัม แต่ FeSO4 1 กรัมสมมูล ทำปฏิกิริยาพอดีกับ KMnO4 1 กรัมสมมูล นั่นคือ FeSO4 หนัก 152 กรัม ทำปฏิกิริยาพอดีกับ KMnO4 หนัก 31.6 กรัม KMnO4 หนัก 31.6 กรัม ทำปฏิกิริยาพอดีกับ FeSO4 หนัก 152 กรัม KMnO4 หนัก กรัม ทำปฏิกิริยาพอดีกับ FeSO4 หนัก = 152 กรัม = กรัม Ans 31.6
17
เศษส่วนโมล (mole fraction)
เศษส่วนโมลของสารองค์ประกอบหนึ่งในสารละลาย คือ จำนวนโมลของสารองค์ประกอบนั้นหารด้วยจำนวนโมลของสารองค์ประกอบทั้งหมดในสารละลาย ถ้าสารละลายประกอบด้วยองค์ประกอบ 2 ชนิด เศษส่วนโมลของแต่ละสารองค์ประกอบเขียนได้ดังนี้ A = n และ B = n2 A = เศษส่วนโมลของสารองค์ประกอบที่ 1 B = เศษส่วนโมลของสารองค์ประกอบที่ 2 n1 = จำนวนโมลของสารองค์ประกอบที่ 1 ในสารละลาย n2 = จำนวนโมลของสารองค์ประกอบที่ 2ในสารละลาย n1 + n2 n1 + n2
18
เศษส่วนโมล (mole fraction)
ผลบอกของเศษส่วนโมลของสารองค์ประกอบทั้งหมด เท่ากับ 1 เสมอ A+B = 1 ถ้าต้องการทราบโมลเปอร์เซ็นต์ (mole percent) ทำได้โดยนำ 100 คูณเข้ากับเศษส่วนโมล โมลเปอร์เซ็นต์ = 100 เศษส่วนโมล
19
Example 6.8 สารละลายประกอบด้วยน้ำ 36.0 g และกลีเซอรีน [C3H5(OH)3] 46.0 g จงคำนวณหาเศษส่วนโมลของน้ำและกลีเซอรีน (H=1.0, C=12.00) วิธีทำ น้ำหนักสูตรของน้ำ = กรัม น้ำหนักสูตรของกลีเซอรีน = กรัม จำนวนโมลของน้ำ = /18.0 = โมล จำนวนโมลของกลีเซอรีน = 46.0/92.0 = โมล จำนวนโมลทั้งหมด = = โมล เศษส่วนโมลของน้ำ = = Ans เศษส่วนโมลของกลีเซอรีน = = Ans 2.50 2.50
20
สารละลายอิเล็กโทรไลต์
สารอิเล็กโทรไลต์ : สารที่เมื่อละลายน้ำหรืออยู่ในสภาพหลอมเหลวแล้วสามารถนำไฟฟ้าได้ เช่น สารละลายของ NaCl, KNO3, HCl สารเหล่านี้ละลายน้ำได้เนื่องจาก ตัวถูกละลายประกอบด้วยไอออน การละลายน้ำหรือการหลอมเหลวทำให้ไอออนแตกตัวเป็นไอออนอิสระ แล้วไอออนอิสระจะเคลื่อนตัวย้ายไปยังอิเล็กโทรดที่มีประจุตรงกันข้าม ไอออนบวกเคลื่อนที่ไปยังแคโทด ไอออนลบเคลื่อนที่ไปยังแอโนด อิเล็กโทรไลต์แก่ จะแตกตัวให้ไอออนอิสระได้มาก อิเล็กโทรไลต์อ่อน จะแตกตัวให้ไอออนอิสระได้น้อย
21
นิยามกรด-เบส 1. นิยามของอาร์เรเนียส
กรด (acid) คือ สารซึ่งเมื่อละลายน้ำแล้วแตกตัวให้ H+ (hydrogen ion) เบส (base) คือ สารซึ่งเมื่อสารละลายน้ำแล้วแตกตัวให้ OH- (hydroxyl ion) เช่น HCl H Cl- H2SO H SO42- CH3COOH H CH3COO- NaOH Na OH- NH4OH NH OH- ความแรงของกรด-เบสขึ้นกับความสามารถในการแตกตัวให้ H+ และ OH-
22
นิยามกรด-เบส ข้อจำกัดของนิยามอาร์เรเนียส
ปฏิกิริยาสะเทินของกรดและเบสจะเป็นปฏิกิริยาระหว่าง H+ และ OH- เกิดเป็นน้ำ ดังสมการ H OH H2O ข้อจำกัดของนิยามอาร์เรเนียส กรดหรือเบสต้องละลายในน้ำเท่านั้น สารที่ไม่มี H+ หรือ OH- ในโมเลกุลแต่อาจเป็นกรดหรือเบสได้โดยทำปฏิกิริยากับน้ำแล้วให้ H+ หรือ OH- ตามนิยามของอาร์เรเนียส ไม่จัดเป็นกรดหรือเบส
23
นิยามกรด-เบส 2. นิยามของบรอนสเตด-เลารี กรด คือสารที่ให้โปรตอน
เบส คือสารที่รับโปรตอน ปฏิกิริยาระหว่างกรดกับเบสจะเป็นการเคลื่อนย้ายโปรตอนจากกรดไปยังเบส HCl + H2O H3O+ + Cl- HCl จะให้ H+ กับน้ำ และน้ำรับ H+ จาก HCl ตามนิยามนี้ HCl เป็นกรด และน้ำเป็นเบส Cl- ซึ่งเป็นส่วนที่เหลือหลังจากกรดให้ H+ ไปแล้วอาจรับ H+ จากH3O+ และเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับได้ ในลักษณะนี้ Cl- กลายเป็นเบส และ H3O+ กลายเป็นกรด
24
นิยามกรด-เบส จะเห็นได้ว่าปฏิกิริยารวมจะเป็นสภาวะสมดุลของกรดและเบส 2 คู่ อยู่คนละข้างของลูกศร ดังนี้ HCl + H2O H3O+ + Cl- กรด เบส กรด เบส1 โดยมี HCl และ Cl- เป็นคู่กรด-เบส คู่ที่ 1 และ H3O+ และ H2O เป็นคู่กรด-เบส คู่ที่ 2 ความแรงของกรดและเบสขึ้นอยู่กับความสามารถในการให้และการรับโปรตอน คู่กรด-เบส คู่หนึ่ง ถ้ากรดเป็นกรดแก่ คู่เบสจะเป็นเบสอ่อน กรดหรือเบสอาจเป็นโมเลกุลหรือไอออนก็ได้
25
นิยามกรด-เบส น้ำ อาจให้โปรตอนหรือรับโปรตอนก็ได้ คือน้ำเป็นได้ทั้งกรดและเบส แอมโฟเทอริก (Amphoteric) หรือ แอมฟิโปรติก (amphiprotic) สมมุติ HA เป็นกรดชนิดหนึ่ง จะมีสมดุลในน้ำดังนี้ HA + H2O H3O+ + A- ค่าคงที่สมดุล Ka = [H3O+] [A-] สมมุติ B เป็นเบสชนิดหนึ่ง จะมีสมดุลในน้ำดังนี้ B + H2O BH OH- ค่าคงที่สมดุล Kb = [BH+] [OH-] Ka และ Kb คือ ค่าคงที่ของการแตกตัว ของกรดและเบส ตามลำดับ ถ้ามีค่าสูง แสดงว่ามีการแตกตัวมาก แปลว่าเป็นกรดหรือเบสแรง(แก่) [HA] [B]
26
นิยามกรด-เบส 3. นิยามของลิวอิส
กรด คือสารที่รับคู่อิเล็กตรอนจากเบสแล้วเกิดพันธะโควาเลนต์ เบส คือสารที่สามารถให้คู่อิเล็กตรอนในการเกิดพันธะโควาเลนต์ H :OH H H OH- จัดเป็นเบสเพราะให้คู่อิเล็กตรอนกับ H+ และ H+ จัดเป็นกรด เพราะรับคู่อิเล็กตรอนจาก OH- แล้วเกิดพันธะ O-H สารประกอบที่มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนไม่ครบแปด เรียก กรดลิวอิล (Lewis acid) สารประกอบที่มีคู่อิเล็กตรอนที่ยังไม่ได้ใช้สร้างพันธะ เรียก เบสลิวอิส (Lewis base) :O:
27
นิยามกรด-เบส ถ้า เบส ประกอบด้วยหลายอะตอม อะตอมที่ทำหน้าที่ให้คู่อิเล็กตรอนในการสร้างพันธะ เรียก donor atom เช่น O ใน OH- กรดลิวอิส = อิเล็กโตรไฟล์ (electrophile) = อะตอมหรือไอออนบวกที่มีออร์บิทัลว่างพอที่จะรับคู่อิเล็กตรอนเมื่อทำปฏิกิริยากับเบส เบสลิวอิส = นิวคลีโอไฟล์ (nucleophile) = ต้องมีคู่อิเล็กตรอนที่จะให้กับนิวเคลียสอื่นที่ขาดอิเล็กตรอน
28
นิยามกรด-เบส 4. นิยามของระบบตัวทำละลาย
กรด คือ สารที่ให้ไอออนบวกของตัวทำละลายที่เรียกว่าไอออนกรด เบส คือ สารที่ให้ไอออนลบของตัวทำละลายที่เรียกว่าไอออนเบส เช่น HCl เป็นกรด ในตัวทำละลายกรดอะซีติกบริสุทธิ์ (HC2H3O2) เพราะสามารถละลายและแตกตัวให้ไอออนกรด H2C2H3O2+ HCl + HC2H3O H2C2H3O Cl- กรด ตัวทำละลาย ไอออนกรดของตัวทำละลาย NaC2H3O2 เป็นเบสในตัวทำละลายกรดอะซีติกบริสุทธิ์ เพราะสามารถละลายและแตกตัวให้ไอออนเบส (C2H3O2-) NaC2H3O2 + HC2H3O C2H3O Na+ + HC2H3O2 เบส ตัวทำละลาย ไอออนเบสของตัวทำละลาย
29
ความแรงของกรด กรดไฮโดร (HnX เมื่อ X เป็นอโลหะ) ของธาตุที่อยู่คาบเดียวกัน ความแรงของกรดเพิ่มขึ้นเมื่อธาตุมีเลขอะตอมสูงขึ้น เช่น NH3 < H2O < HF (คาบที่ 2 ) H2S < HCl (คาบที่ 3) กรดไฮโดรของอโลหะในหมู่เดียวกันจะเพิ่มขึ้นเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น เช่น HF < HCl < HBr < HI (หมู่ 7) H2O < H2S < H2Se < H2Te (หมู่ 6)
30
ความแรงของกรด กรดออกซีที่ประกอบด้วย H, O และอโลหะ และมีโครงสร้างเป็น H-O-Z (เมื่อ Z เป็นอโลหะ) ความแรงของกรดเพิ่มขึ้นเมื่อค่า EN ของ Z สูงขึ้น HOI < HOBr < HOCl ถ้าเป็นกรดออกซีของอโลหะตัวเดียวกัน ถ้าจำนวนอะตอมของ O ที่ยึดกับ Z เพิ่มขึ้น ความแรงของกรดจะเพิ่มขึ้น HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4 หรืออาจมองได้ว่า ความแรงของกรด เพิ่มตามเลขออกซิเดชันของคลอรีน
31
ความแรงของเบส ธาตุที่อยู่คาบเดียวกัน ความแรงของเบสลดลง เมื่อค่า EN เพิ่มขึ้น เช่น เบสที่เป็นไอออน NH2- > OH- > F- เบสที่เป็นโมเลกุล NH3 > H2O > HF (ค่า EN ของ N < O < F) เบสที่เป็นไอออนลบอะตอมเดี่ยว ความแรงของเบสลดลงเมื่อประจุของไอออนลดลง N3- > O2- > F และ N3- > NH2- > NH2- > HN3
32
ค่าคงที่ของการแตกตัวเป็นไอออนของกรดอ่อน, Ka
สมมุติ HA เป็นกรดชนิดหนึ่ง จะมีสมดุลในน้ำดังนี้ HA + H2O H3O+ + A- ค่าคงที่การแตกตัวของกรด Ka = [H3O+] [A-] เช่น ถ้าเป็นกรดอ่อน กรดอะซีติก (CH3COOH) ละลายน้ำจะแตกตัวให้ H+ และไอออนลบของกรด ดังสมการ CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO- Ka = [H3O+] [CH3COO-] [HA] [CH3COOH]
33
ค่าคงที่ของการแตกตัวเป็นไอออนของกรดอ่อน, Ka
เศษส่วนการแตกตัวของกรด () = จำนวนโมลของกรดที่แตกตัว จำนวนโมลของกรดทั้งหมด = [H3O+] [HA] ร้อยละของการแตกตัวของกรด = [H3O+] 100 [HA]
34
ค่าคงที่ของการแตกตัวเป็นไอออนของเบสอ่อน, Kb
B + H2O BH OH- ค่าคงที่ของการแตกตัวของเบส Kb = [BH+] [OH-] เช่น ถ้าเป็นเบสอ่อน แอมโมเนีย (NH3) เมื่อละลายน้ำจะแตกตัวดังสมการ NH H2O NH OH- Kb = [NH4+] [OH-] [B] [NH3]
35
ค่าคงที่ของการแตกตัวเป็นไอออนของเบสอ่อน, Kb
เศษส่วนการแตกตัวของเบส () = จำนวนโมลของเบสที่แตกตัว จำนวนโมลของเบสทั้งหมด = [OH-] [B] ร้อยละของการแตกตัวของเบส = [OH-] 100 [B]
36
ค่าคงที่ผลคูณของไอออนของน้ำ, Kw
จากการแตกตัวของกรดและเบสในน้ำ จะเห็นว่าน้ำสามารถรับและให้โปรตอนได้ ดังนั้น น้ำจึงมีการแตกตัวดังนี้ HOH + HOH H3O OH- กรด เบส กรด เบส1 ปฏิกิริยานี้เรียกว่า การแตกตัวได้เอง (autoprotolysis หรือ self-ionization) ของน้ำ ค่าคงที่ผลคูณของไอออนของน้ำ Kw = [H3O+] [OH-] = 10-14 หรือ Kw = [H+] [OH-] = 10-14 น้ำบริสุทธิ์ ความเข้มข้นของ H3O+ ต้องเท่ากับ OH- เสมอ นั่นคือ [H3O+] = [OH-] =
37
มาตราส่วน pH มาตราส่วน pH (pH scale)
สารละลายในน้ำ ไม่ว่าจะเป็นกรดหรือเป็นเบสหรือเป็นกลาง ก็ย่อมประกอบไปด้วย H3O+ และ OH- เสมอ โดยมีผลคูณของไอออนทั้งสองเท่ากับ ดังนั้นถ้าทราบ [H3O+] อย่างเดียวก็สามารถบอกได้ว่าสารละลายเป็นกรด เป็นเบส หรือเป็นกลาง มาตราส่วน pH (pH scale) pH = -log[H+] หรือ pH = -log[H3O+] pOH = -log[OH-] เนื่องจาก [H+] [OH-] = เมื่อใส่ log ทั้งสองข้าง log [H+] [OH-] = log10-14
38
มาตราส่วน pH log [H+] + log [OH-] = -14 (1) -log [H+] - log [OH-] = 14
pH + pOH = สารละลายกรด จะมี [H+] > [OH-] pH < 7 สารละลายเบส จะมี [H+] < [OH-] pH > 7 สารละลายที่เป็นกลาง จะมี [H+] = [OH-] pH = pOH = 7
39
Example 6.9 จงคำนวณหา pH ของสารละลายกรด ที่มี [H3O+] = 3 mol/dm3 วิธีทำ pH = -log [H3O+] = -log [310-3] = -log [0.003] = -(-2.523) = Ans จงคำนวณหา pH ของสารละลายกรด ที่มีความเข้มข้น mol/dm3 วิธีทำ pH = -log [H+] = -log [0.0020] = -(-2.699) = Ans
40
Example 6.10 จงคำนวณ [H3O+] และ [OH-] ของสารละลายที่มี pH = 4.5
วิธีทำ -log [H3O+] = pH = 4.5 [H3O+] = = = mol/dm3 Ans pH + pOH = 14 pOH = 14 pOH = = 9.5 -log [OH-] = pOH = 9.5 [OH-] = = = mol/dm3 Ans
41
ปฏิกิริยาระหว่างกรด-เบส
กรดแก่ = กรดที่ละลายน้ำแล้วแตกตัวให้ไฮโดรเจนไอออน (H+) หรือไฮโดรเนียมไอออน (H3O+) เกือบทั้งหมด เช่น HCl, H2SO4 กรดอ่อน = กรดที่ละลายน้ำแล้วแตกตัวให้ไฮโดรเจนไอออน (H+) หรือไฮโดรเนียมไอออน (H3O+) เพียงบางส่วน เช่น CH3COOH เบสแก่ = เบสที่ละลายน้ำแล้วแตกตัวให้ไฮดรอกซิลไอออน (OH-)ได้มาก เช่น NaOH, KOH เบสอ่อน = เบสที่ละลายน้ำแล้วแตกตัวให้ไฮดรอกซิลไอออน (OH-) น้อย เช่น NH4OH ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างกรดกับเบส แล้วได้เกลือกับน้ำ เรียกว่า การทำให้เป็นกลาง ถ้าปริมาณของ H+ พอดีกับ OH- จุดที่ได้เรียกว่าจุดสมมูล (equivalent point)
42
ปฏิกิริยาระหว่างกรด-เบส
ปฏิกิริยาระหว่างกรดแก่-เบสแก่ เช่น ปฏิกิริยาระหว่าง HCl กับ NaOH ที่จุดสะเทินจะได้เกลือ NaCl ซึ่งเป็นสารละลายที่มีฤทธิ์เป็นกลาง pH = 7 HCl NaOH NaCl H2O ปฏิกิริยาระหว่างกรดแก่-เบสอ่อน เช่น ปฏิกิริยาระหว่าง HCl กับ NH4OH ที่จุดสะเทินจะได้เกลือ NH4Cl เกลือนี้จะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสในน้ำ โดย NH4+ จะไปทำปฏิกิริยากับน้ำ เกิดเป็นสารละลายที่มีสภาพเป็นกรด (pH3-4) HCl NH4OH NH4Cl H2O
43
ปฏิกิริยาระหว่างกรด-เบส
ปฏิกิริยาระหว่างกรดอ่อน-เบสแก่ เช่น ปฏิกิริยาระหว่าง CH3COOH กับ NaOH ที่จุดสะเทินจะได้เกลือ CH3COONaซึ่ง CH3COO- จะเกิดไฮโดไลซิสในน้ำให้สารละลายที่มีสภาพเป็นเบส (pH9-10) CH3COOH NaOH CH3COONa H2O ปฏิกิริยาระหว่างกรดอ่อน-เบสอ่อน ที่จุดสะเทินจะพิจารณาจากค่าคงที่ของการแตกตัว Ka และ Kb ถ้า Ka = Kb ที่จุดสะเทิน pH = 7 ถ้า Ka > Kb การแตกตัวของกรดจะมากกว่าเบส ที่จุดสะเทิน สารละลายจะเป็นกรด ถ้า Ka < Kb การแตกตัวของกรดจะน้อยกว่าเบส ที่จุดสะเทิน สารละลายจะเป็นเบส
44
การไทเทรตกรดและเบส เป็นการนำกรดและเบสมาทำปฏิกิริยากัน เพื่อหาปริมาณของกรดและเบสที่ทำปฏิกิริยากันพอดี โดยมีสารละลายหนึ่งเป็นสารละลายที่ทราบค่าความเข้มข้น เรียกว่า สารละลายมาตรฐาน ซึ่งจะใส่ไว้ในบิวเรต ส่วนอีกสารละลายหนึ่งเป็นสารละลายที่ต้องการทราบค่าความเข้มข้น หรือต้องการหาค่า pH จะใส่ไว้ในขวดรูปชมพู่ และหยดอินดิเคเตอร์ลงไป 2-3 หยด แล้วค่อยๆเปิดให้สารละลายจากบิวเรตลงไปในสารละลายในขวดรูปชมพู่จนกรดและเบสทำปฏิกิริยากันพอดี เรียกว่า จุดสมมูล และถ้าไทเทรต่อจากนั้นจนสีของสารละลายเปลี่ยนสีอ่อนๆอย่างถาวร เรียกจุดนี้ว่าจุดยุติ
45
Example 6.11 จงหาค่า pH ของสารละลายเมื่อทดลองหยดสารละลาย NaOH เข้มข้น 0.10 M จำนวน 50 cm3 ลงในสารละลาย HCl เข้มข้น 0.10 M จำนวน 100 cm3 วิธีทำ NaOH เข้มข้น 0.10 M แสดงว่า ในสารละลาย 1000 cm3 มี NaOH = โมล ถ้าในสารละลาย 50 cm3 มี NaOH = โมล 50 cm3 = โมล HCl เข้มข้น M แสดงว่า ในสารละลาย cm3 มี HCl = โมล ถ้าในสารละลาย cm มี HCl = โมล 100 cm3 = โมล 1000 cm3 1000 cm3
46
Example 6.11 (ต่อ) สมการแสดงปฏิกิริยาระหว่าง HCl กับ NaOH ที่ทำให้ดุลแล้วเป็นดังนี้ HCl(aq) NaOH(aq) NaCl(aq) H2O(l) ซึ่งแสดงว่า HCl ทำปฏิกิริยากับ NaOH ด้วยจำนวนโมลที่เท่ากัน คือ 1:1 แต่จากการทดลองนี้ในสารละลาย HCl มี HCl อยู่ โมล สารละลาย NaOH มี NaOH อยู่ โมล แสดงว่า หลังปฏิกิริยาจะเหลือ HCl = โมล โมล = โมล ในปฏิกิริยาสารละลายทั้งหมด = สารละลาย HCl + สารละลาย NaOH = cm cm3 = cm3
47
Example 6.11 (ต่อ) ในสารละลาย 150 cm3 เหลือ HCl = 0.005 โมล
ถ้าในสารละลาย cm3 เหลือ HCl = โมล 1000 cm3 = โมล ดังนั้น HCl เข้มข้น = M หาค่า pH ได้ดังนี้ pH = -log[H+] เนื่องจาก HCl เป็นกรดแก่ ซึ่งในปฏิกิริยาจะแตกตัวให้ H+ ที่มีอยู่ทั้งหมดคือ M pH = -log[0.033] = 1.48 pH ของสารละลาย = Ans 150 cm3
48
Example 6.12 จงหาค่า pH ของสารละลายเมื่อทดลองหยดสารละลาย NaOH เข้มข้น 0.10 M จำนวน 50 cm3 ลงในสารละลาย CH3COOH เข้มข้น 0.10 M จำนวน 100 cm3 กำหนดให้ Ka ของ CH3COOH = 1.810-5 วิธีทำ NaOH เข้มข้น 0.10 M แสดงว่า ในสารละลาย 1000 cm3 มี NaOH = โมล ถ้าในสารละลาย 50 cm3 มี NaOH = โมล 50 cm3 = โมล CH3COOH เข้มข้น 0.01 M แสดงว่า ในสารละลาย cm3 มี CH3COOH = โมล ถ้าในสารละลาย 100 cm3 มี CH3COOH = โมล 100 cm3 = โมล 1000 cm3 1000 cm3
49
Example 6.12 (ต่อ) สมการแสดงปฏิกิริยาระหว่าง NaOH กับ CH3COOH ที่ดุลแล้วเป็นดังนี้ NaOH + CH3COOH CH3COONa H2O ซึ่งแสดงว่า NaOH ทำปฏิกิริยากับ CH3COOH ด้วยจำนวนโมลที่เท่ากัน คือ 1:1 แต่จากการทดลอง ในสารละลาย NaOH มี NaOH อยู่ โมล และสารละลาย CH3COOH มี CH3COOH อยู่ 0.01 โมล ดังนั้น หลังปฏิกิริยาจะเหลือ CH3COOH = โมล – โมล = โมล ในปริมาตรสารละลายทั้งหมด = = 150 cm3 ในสารละลาย 150 cm3 เหลือ CH3COOH = โมล ในสารละลาย 150 cm3 เหลือ CH3COOH = โมล ถ้าในสารละลาย 1000 cm3 เหลือ CH3COOH = โมล 1000 cm3 = โมล 150 cm3
50
Example 6.12 (ต่อ) ดังนั้น CH3COOH เข้มข้น = 0.033 M
หาค่า pH จาก pH = -log[H+] และหาค่า [H+] ได้ 2 วิธี ดังนี้ วิธีที่1 เนื่องจาก CH3COOH เป็นกรดอ่อน แตกตัวได้ดังนี้ CH3COOH H CH3COO- 0.033-x x x Ka = [H+] [CH3COO-] 1.810-5 = x . x [CH3COOH] 0.033-x
51
Example 6.12 (ต่อ) ให้ x มีค่าประมาณ เนื่องจาก x มีค่าน้อยมาก เมื่อเทียบกับ 0.033 ดังนั้น = x2 x2 = 1.8 10-5 x = 10-4 นั่นคือ [H+] = 10-4 วิธีที่2 หาจากสูตร [H+] = Ca Ka เมื่อ Ca คือความเข้มข้นของกรด = M [H+] = 0.033 1.8 = 10-4 0.033
52
Example 6.12 (ต่อ) จากนั้นหาค่า pH จาก pH = -log[H+]
= pH ของสารละลาย = Ans
53
Example 6.13 จงหาความเข้มข้นของ CH3COOH ที่มี pH = 5.3
กำหนดให้ Ka ของ CH3COOH = 10-5 วิธีทำ หา [H+] จาก pH = -log[H+] 5.3 = -log[H+] -log[H+] = 5.3 [H+] = = 10-6 หาความเข้มข้นของ CH3COOH [H+] = Ca Ka 5.012 = Ca 1.85 10-5
54
Example 6.13 (ต่อ) Ca = 5.012 10-6 Ca = 3.414 10-2 1.85 10-5
ความเข้มข้นของ CH3COOH = M Ans 1.85 10-5
งานนำเสนอที่คล้ายกัน
© 2025 SlidePlayer.in.th Inc.
All rights reserved.