1 / 109

Acid Base Sarote Boonseng Department of Chemistry e-mail: sarote@mwit.ac.th

Acid Base Sarote Boonseng Department of Chemistry e-mail: sarote@mwit.ac.th. Mahidol Wittayanusorn School. Introduction. กรด เบส เป็นเรื่องเกี่ยวกับสมดุลอย่างหนึ่ง ที่เกิดจากสารจำพวกอิเล็กโทรไลต์. Mahidol Wittayanusorn School. สารละลายอิเล็กโทรไลต์และนอนอิเล็กโทรไลต์.

isha
Download Presentation

Acid Base Sarote Boonseng Department of Chemistry e-mail: sarote@mwit.ac.th

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Acid BaseSaroteBoonsengDepartment of Chemistrye-mail: sarote@mwit.ac.th Mahidol Wittayanusorn School www.themegallery.com

  2. Introduction กรด เบส เป็นเรื่องเกี่ยวกับสมดุลอย่างหนึ่ง ที่เกิดจากสารจำพวกอิเล็กโทรไลต์ MahidolWittayanusorn School www.themegallery.com

  3. สารละลายอิเล็กโทรไลต์และนอนอิเล็กโทรไลต์สารละลายอิเล็กโทรไลต์และนอนอิเล็กโทรไลต์ สารอิเล็กโทรไลต์ คือ สารที่เมื่อละลายน้ำจะแตกตัวเป็นไอออน บวกและไอออนลบในสารละลาย • อิเล็กโทรไลต์แก่ • อิเล็กโทรไลต์อ่อน สารนอนอิเล็กโทรไลต์ คือ สารที่ไม่แตกตัวเป็นไอออนเมื่อละลายน้ำ และเรียกสารละลายนั้นว่าสารละลายนอนอิเล็กโทรไลต์ Mahidol Wittayanusorn School 3 www.themegallery.com

  4. C+ D- + A-B ‑ สาร 2 ชนิดมีสูตร AB และ CD เมื่อละลายน้ำจะเกิดการเปลี่ยนแปลงดังรูป a และ b ตามลำดับ สารใดน่าจะเป็นสารอิเล็กโทรไลต์เพราะเหตุใด b a Mahidol Wittayanusorn School 4 www.themegallery.com

  5. นิยามกรด-เบส ลักษณะความเป็นกรด เบสได้มีนักวิทยาศาสตร์หลายท่านให้คำนิยามไว้แตกต่างกันไป คนแรกที่นิยามกรดและเบสก็คือ รอเบิร์ต บอยล์ ซึ่งรอเบิร์ต บอยล์ (1680) ให้นิยามกรดและเบสว่า กรดละลายสารได้หลายชนิด เปลี่ยนสีย้อมของสีย้อมธรรมชาติ และเมื่อทำปฏิกิริยากับด่าง (เบส) จะเสียสภาพความเป็นกรด Mahidol Wittayanusorn School 5 www.themegallery.com

  6. นิยามของสวันเต เอากุสต์ อาร์เรเนียส กรดเป็นสารอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายน้ำแล้วแตกตัวให้ไฮโดรเจนไอออนหรือโปรตอน (H+) และเบสเป็นสารอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายน้ำแล้วแตกตัวให้โฮดรอกไซด์ไอออน (OH-) ข้อจำกัด ของอาร์เรเนียส คือสารที่เป็นกรดหรือเบสจะต้องละลายในน้ำเท่านั้น ถ้าไม่ละลายในน้ำหรือละลายในตัวทำละลายอื่นจะไม่จัดว่าเป็นกรดหรือเบส และไม่สามารถอธิบายโมเลกุลที่ไม่มี H+หรือ OH-ได้ Mahidol Wittayanusorn School 6 www.themegallery.com

  7. เมื่อกรดและเบสตามนิยามของอาร์เรเนียสทำปฏิกิริยากันเกิดปฏิกิริยาสะเทินได้ผลผลิตเป็นเกลือและน้ำ โดยที่เกลือที่เกิดขึ้นคือสารประกอบไอออนที่ประกอบด้วยไอออนบวกและไอออนลบซึ่งไม่ใช่ H+และ OH- HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l) กรด เบส เกลือ น้ำ Mahidol Wittayanusorn School 7 www.themegallery.com

  8. จากนิยามของอาร์เรเนียสจงจำแนกสารใดว่าเป็นกรด เบสหรือเกลือ และหากเป็นเกลือเกิดจากกรดและเบสใด HCN = …………………………………………… H2SO4 = …………………………………………. HNO3 = ………………………………………….. Ca(OH)2 = ………………………………………… CH3COONH4 = …………………………………………… KBr = …………………………………………… HF = …………………………………………… ZnI2 = …………………………………………… Li2SO4 = …………………………………………… CH3COOH = …………………………………………… Ca(NO3)2 = …………………………………………… NaHSO4 = …………………………………………… Mahidol Wittayanusorn School 8 www.themegallery.com

  9. นิยามของ โยฮันเนส นิโคเลาส์ เบรินสเตด และ ทอมัส มาร์ติน ลาวลี กรด คือสารที่ให้โปรตอน เบส คือสารที่รับโปรตอน Mahidol Wittayanusorn School 9 www.themegallery.com

  10. คู่กรด-เบส Mahidol Wittayanusorn School 10 www.themegallery.com

  11. คู่กรด-เบส • OH-ว่าเป็นคู่เบสของ H2O • H2O ว่าเป็นคู่กรดของ OH- • NH4+ว่าเป็นคู่กรดของ NH3 • NH3เป็นคู่เบส NH4+ Mahidol Wittayanusorn School 11 www.themegallery.com

  12. ANS. Mahidol Wittayanusorn School 12 www.themegallery.com

  13. คู่กรด-เบส จงเขียนคู่เบสของ H2S HCN และ OH- จงเขียนคู่กรดของ C5H5N CO32-และ Br- หากโมเลกุลดังกล่าวไม่มีโปรตรอนจะรู้ได้อย่างไรว่าเป็นกรดหรือเบส? Mahidol Wittayanusorn School 13 www.themegallery.com

  14. นิยามลิวอิส กรดลิวอิสคือสารที่รับคู่อิเล็กตรอน และเบสลิวอิสคือสารที่ให้คู่อิเล็กตรอน Mahidol Wittayanusorn School 14 www.themegallery.com

  15. Mahidol Wittayanusorn School 15 www.themegallery.com

  16. จากนิยามของลิวอิสจงจำแนกกรดเบสต่อไปนี้จากนิยามของลิวอิสจงจำแนกกรดเบสต่อไปนี้ AlCl3= …………………………………………… I-= …………………………………………… Zn2+= …………………………………………… Zn2+ + 4NH3 Zn(NH3)42+ …… …… BF3 + F- BF4- ....... ....... Mahidol Wittayanusorn School 16 www.themegallery.com

  17. การแตกตัวของกรดและเบสการแตกตัวของกรดและเบส • สารละลายกรดและเบสเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ • กรดหรือเบสที่เป็นอิเล็กโทรไลต์แก่เรียกว่า กรดแก่หรือเบสแก่ • กรดหรือเบสที่เป็นอิเล็กโทรไลต์อ่อนเรียกว่ากรดอ่อนเบสอ่อน Mahidol Wittayanusorn School 17 www.themegallery.com

  18. วิธีการพิจารณากรดและเบสวิธีการพิจารณากรดและเบส • เปรียบเทียบจากร้อยละการแตกตัวเป็นไอออนในตัวทำละลายชนิดเดียวกัน • เปรียบเทียบจากโครงสร้างโมเลกุลของกรดและเบส • ค่าคงที่ Ka, Kb Mahidol Wittayanusorn School 18 www.themegallery.com

  19. การแตกตัวของกรดแก่และเบสแก่ กรดแก่และเบสแก่เป็นสารอิเล็กโทรไลต์แก่ที่สามารถแตกตัวเป็นไอออนได้มากหรือแตกตัวเป็นไอออนได้อย่างสมบูรณ์ 100% Mahidol Wittayanusorn School 19 www.themegallery.com

  20. ความแรงของคู่กรดเบส Mahidol Wittayanusorn School 20 www.themegallery.com

  21. การคำนวณการแตกตัว Mahidol Wittayanusorn School 21 www.themegallery.com

  22. การแตกตัวของเบส Ca(OH)2เข้มข้น 0.1 mol/dm3ปริมาตร 100 cm3จะมี OH-กี่โมลถ้าเติมน้ำให้มีปริมาตรเป็น 400 cm3ความเข้มข้นของ OH-จะเป็นเท่าใด Mahidol Wittayanusorn School 22 www.themegallery.com

  23. การแตกตัวของกรดอ่อนและเบสอ่อนการแตกตัวของกรดอ่อนและเบสอ่อน เป็นสารอิเล็กโทรไลต์แบบอ่อน แตกตัวจะเป็นแบบผันกลับได้ HA(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + A-(aq) จำนวนโมลของกรดที่แตกตัว จำนวนโมลของกรดทั้งหมด ร้อยละการแตกตัวของกรด = X 100 Mahidol Wittayanusorn School 23 www.themegallery.com

  24. สารละลายกรด HB เข้มข้น 0.2 mol/dm3แตกตัวได้เพียง 0.05 mol/dm3จงคำนวณหาปริมาณการแตกตัวเป็นร้อยละ Mahidol Wittayanusorn School 24 www.themegallery.com

  25. การเปรียบเทียบความแรงของกรดอ่อนการเปรียบเทียบความแรงของกรดอ่อน ร้อยละการแตกตัว • ร้อยละการแตกตัวมาก กรดที่แรง • ร้อยละการแตกตัวน้อย กรดที่อ่อน Mahidol Wittayanusorn School 25 www.themegallery.com

  26. จากเปอร์เซ็นต์การแตกตัวของกรดเหล่านี้ จงเรียงลำดับความแรงของกรดทั้งสามชนิด HSO4-(aq) + H2O(l) SO42-(aq) + H3O+(aq) แตกตัวเป็นไอออน 29% HNO2(aq) + H2O(l) NO2-(aq) + H3O+(aq) แตกตัวเป็นไอออน 6.5% CH3COOH(aq) + H2O(l) CH3COO-(aq) + H3O+(aq) แตกตัวเป็นไอออน 1.3% Mahidol Wittayanusorn School 26 www.themegallery.com

  27. ความแรงของกรดกับโครงสร้างโมเลกุลความแรงของกรดกับโครงสร้างโมเลกุล สูตรทั่วไป HX เปรียบเทียบจากโครงสร้างโมเลกุล กรดไฮโดร Mahidol Wittayanusorn School 27 www.themegallery.com

  28. กรดออกซี คือ กรดที่มีสูตทั่วไป OmE(OH)n • กรดออกซีที่มีอะตอมกลางต่างกัน แต่เป็นธาตุในหมู่เดียวกันและมีเลขออกซิเดชันเท่ากัน • ความเป็นกรดเพิ่มขึ้นตามค่าอิเล็กโทรเนกาตีวิตีของอะตอมกลาง Mahidol Wittayanusorn School 28 www.themegallery.com

  29. กรดออกซีที่มีอะตอมกลางเหมือนกันแต่มีกลุ่มข้างเคียงต่างกัน ความแรงของความเป็นกรดขึ้นอยู่กับเลขออกซิเดชั้น Mahidol Wittayanusorn School 29 www.themegallery.com

  30. จงวาดรูปโครงสร้างโมเลกุลของกรดต่อไปนี้ HIO4, HBrO4, HClO4 และเปรียบเทียบว่ากรดชนิดใดแรงกว่ากัน Mahidol Wittayanusorn School 30 www.themegallery.com

  31. จงวาดโครงสร้างของกรด H3PO4, H2SO4และ HClO4 พร้อมเรียงลำดับความแรงของกรดพร้อมอธิบายเหตุผล Mahidol Wittayanusorn School 31 www.themegallery.com

  32. ความแรงของกรดแก่ที่แตกตัวร้อยเปอร์เซ็นต์ความแรงของกรดแก่ที่แตกตัวร้อยเปอร์เซ็นต์ กรดแก่แตกตัวได้ร้อยเปอร์เซ็นต์ในน้ำเราจึงไม่สามารถเปรียบเทียบความ เป็นกรดของกรดแก่ได้เมื่อใช้น้ำเป็นตัวทำละลาย เปลี่ยนตัวทำละลาย • ปรากฏการณ์ที่ตัวทำละลายไม่สามารถบอกความแตกต่างของความแรงของกรดได้เรียกว่า ปรากฏการณ์การปรับระดับ (leveling effect) • ตัวทำละลายตัวนั้นจะเรียกว่าตัวทำละลายที่ให้ปรากฏการณ์การปรับระดับ (leveling solvent) Mahidol Wittayanusorn School 32 www.themegallery.com

  33. HClO4 + H2O H3O+ + ClO4- HNO3 + H2O H3O++ NO3- กรดใดแก่กว่ากันเมื่ออยู่ในน้ำ………………… Leveling solvent คือ……………………. Leveling solvent ทำหน้าที่เป็น กรด หรือ เบส Differentiating solvent คือ สารที่ทำหน้าที่แบ่งแยกความแตกต่าง ระหว่างความแรงของกรดหรือเบสได้ Mahidol Wittayanusorn School 33 www.themegallery.com

  34. Mahidol Wittayanusorn School 34 www.themegallery.com

  35. จงบอกวิธีการที่สามารถเปรียบเทียบความแรงของกรดต่อไปนี้ HClO4, HCl, HNO3, H2SO4และกรดต่อไปนี้กรดได้เป็นกรดที่แรงกว่ากันเมื่อใช้วิธีดังกล่าว Mahidol Wittayanusorn School 35 www.themegallery.com

  36. ค่าคงที่การแตกตัว HA(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + A-(aq) ในสารละลายมีน้ำอยู่ปริมาณมากเมื่อเปรียบเทียบกับปริมาณของตัวละลาย จึงถือว่าความเข้มข้นของน้ำคงที่ จัดเป็นรูปใหม่จะได้ Mahidol Wittayanusorn School 36 www.themegallery.com

  37. POLYPROTIC ACIDS การแตกตัวของกรดบางชนิดแตกตัวได้หลายครั้งจึงมีค่า Ka ได้หลายค่าเช่น Phosphoric acid (H3PO4) ซึ่งมีค่าการแตกตัวสามค่า • ค่า Ka ซึ่งจะบอกความสามารถของการแตกตัวของกรด • ค่า Kaมากแสดงว่าเป็นกรดแก่ • ค่า Kaน้อยแสดงว่าเป็นกรดอ่อน Mahidol Wittayanusorn School 37 www.themegallery.com

  38. สารละลายกรด CH3COOH, HF, HClO และ HNO2 ความเข้มข้นเท่ากันและมีค่า Kaตามลำดับดังนี้ 1.75 x 10-5,6.94 x 10-4, 2.81 x 10-8และ5.98 x 10-4 จงเรียงลำดับจากค่า Kaมากไปน้อย …………………………………………………… กรดชนิดใดมีความเป็นกรดสูงให้เรียงลำดับจากมากไปน้อย…………………………… เรียงลำดับความเป็นเบสจากมากไปน้อย………………………………………………… Mahidol Wittayanusorn School 38 www.themegallery.com

  39. ประเภทของกรด • Monoprotic acid เช่น HCl, HBr, CH3COOH เป็นต้น • Diprotic acid เช่น H2SO4, H2CO3เป็นต้น • Triprotic acid ตัวอย่างเช่น H3PO4 Mahidol Wittayanusorn School 39 www.themegallery.com

  40. หากพิจารณาความเป็นกรดเบสจากการแตกตัวตามคู่กรดเบสตามนิยามหากพิจารณาความเป็นกรดเบสจากการแตกตัวตามคู่กรดเบสตามนิยาม ของเบรินสเตดและลาวลีระหว่าง HA กับ H2O ซึ่งเขียนความสัมพันธ์ได้ดังนี้ HA + H2O H3O+ + A- Mahidol Wittayanusorn School 40 www.themegallery.com

  41. กำหนดค่า Kaของปฏิกิริยากรดเบสต่อไปนี้ HF + H2O H3O+ + F- Ka = 6.7  10-4 HCN + H2O H3O+ + CN-Ka = 4.0  10-10 CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO- Ka = 1.8  10-5 จงเปรียบเทียบลำดับความแรงของกรดและความแรงของคู่เบสของกรดนั้น Mahidol Wittayanusorn School 41 www.themegallery.com

  42. ค่าคงที่สมดุลของเบส BOH(aq) B+(aq) + OH-(aq) แบ่งประเภทตามจำนวน OH- • เบสที่มี OH-หมู่เดี่ยว ได้แก่ NaOH, LiOH, NH4OH เป็นต้น • เบสที่มี OH-สองหมู่ ได้แก่ Ca(OH)2, Mg(OH)­2 เป็นต้น • เบสที่มี OH-สามหมู่ ได้แก่ Al(OH)3, Fe(OH)3 เป็นต้น Mahidol Wittayanusorn School www.themegallery.com

  43. สารแอมโฟเทอริก สารที่ทำหน้าที่ได้ทั้งกรดและเบส H3O+ H2O OH- NH4+ NH3 NH2- S2- HS‑ H2S Mahidol Wittayanusorn School 43 www.themegallery.com

  44. การคำนวณการแตกตัวของกรด-เบส (Kaและ Kb) ตัวอย่างเช่นมีกรด HA H+ + A- ความเข้มข้น N mol/L HA H+ + A- Initial (I) : N - - Change (C): X X X Equilibrium (E): N-X X X เราเขียนความสัมพันธ์ได้ดังนี้ Ca/Ka > 1000หรือ ร้อยละการแตกตัวน้อยกว่า 5สามารถตัด Xได้ จะได้ Mahidol Wittayanusorn School 44 www.themegallery.com

  45. กรดโมโนโปรติกชนิดหนึ่งแตกตัวได้ 3.4% สารละลายกรดนี้เข้มข้น 1 mol/dm3 จะมีความเข้มข้นของ H+เท่าไร Mahidol Wittayanusorn School 45 www.themegallery.com

  46. กรดแอซิติก (CH3COOH) แตกตัวได้ 1.3% ที่อุณหภูมิปกติ สารละลายกรดเข้มข้น 0.1 mol/dm3จะแตกตัวให้ไฮโดรเนียมไอออนและแอซิเตไอออนกี่ mol/dm3และมีจำนวนโมลของกรดแอซิติกที่ไม่แตกตัวอยู่ในสารละลายกี่โมล แตกตัวให้ H+และ CH3COO- = 1.3 x 10-3 mol มีจำนวน CH3COOH ที่ไม่แตกตัว = 9.9 x 10-2mol Mahidol Wittayanusorn School 46 www.themegallery.com

  47. กรดฟอร์มิก (HCOOH) เข้มข้น 0.6 mol/dm3แตกตัวได้ 1.8% จงคำนวณหาความเข้มข้นของแต่ละสารที่ภาวะสมดุล แตกตัวให้ H+และ HCOO- = 0.011mol/dm3 มีจำนวน HCOOH ที่ไม่แตกตัว = 0.59 mol/dm3 Mahidol Wittayanusorn School 47 www.themegallery.com

  48. จงคำนวณหาความเข้มข้นของ H3O+ของสารละลายกรดแอซิติกที่มีความเข้มข้น 0.5 mol/dm3กำหนดให้ค่า Kaของกรดแอซิติกเท่ากับ 1.8  10-5 mol/dm3 แตกตัวให้ H3O+ = 3.0  10-3 mol/dm3 Mahidol Wittayanusorn School 48 www.themegallery.com

  49. กรด HA เข้มข้น 0.01 mol/dm3แตกตัวได้ร้อยละ 2 ค่าคงที่สมดุลของกรดนี้มีค่าเท่าใด Ka = 4.0  10-6 Mahidol Wittayanusorn School 49 www.themegallery.com

  50. สารละลายแอมโมเนียที่มีความเข้มข้น 0.02 mol/dm3มีความเข้มข้นของ OH-เท่าใด กำหนด Kbของ NH3เท่ากับ 1.8  10-5 OH- = 6.0  10-4 mol/dm3 Mahidol Wittayanusorn School 50 www.themegallery.com

More Related