1 / 37

Titrimetry: Acid-Base Titration

Analytical Chemistry: Acid-Base Titration<br>Author: Asst.Prof.Woravith Chansuvarn, Ph.D.<br>Faculty of Science and Technology, RMUTP<br>Copyright @ 2020<br>Website: https://www.web.rmutp.ac.th/woravith<br>Facebook: https://www.facebook.com/woravith<br>Facebook Page: https://www.facebook.com/chemographics<br>Line: @woravith<br>E-mail: woravith.c@rmutp.ac.th

woravithc
Download Presentation

Titrimetry: Acid-Base Titration

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. การไทเทรตปฏิกิริยากรด-เบสการไทเทรตปฏิกิริยากรด-เบส Asst.Prof.Woravith Chansuvarn, Ph.D. woravith http://web.rmutp.ac.th/woravith woravith.c@rmutp.ac.th

  2. // แผนการสอนและประเมินผลการเรียนรู้ • ทฤษฎีกรด-เบส • ความแรงของกรด-เบส • ค่าคงที่การแตกตัวของกรด-เบส • ค่า pH • ปฏิกิริยาการแยกสลายด้วยน ้า • บัฟเฟอร์ • อินดิเคเตอร์กรด-เบส 5.1 พื้นฐานเกี่ยวกับกรด-เบส กราฟการไทเทรต การไทเทรต กรด-เบส การไทเทรตระหว่างกรดแก่-เบสแก่ การไทเทรตระหว่างกรดอ่อน-เบสแก่ และเบสอ่อน-กรดแก่

  3. เอกสารประกอบการสอน ▪ วรวิทย์ จันทร์สุวรรณ. 2563. เคมีวิเคราะห์ (หลักการและเทคนิคการค านวณเชิงปริมาณ). ส านักพิมพ์จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. http://web.rmutp.ac.th/woravith ChemoGraphics http://www.slideshare.net/woravith https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Analytical_Chemistry

  4. #ทบทวน pH = -log [H+] [H+]ที่แตกตัว = [C]เริ่มต้น [H+]ที่แตกตัว = KaCa strong electrolyte weak electrolyte กรดแก่ กรดอ่อน แตกตัวได้ <100% แตกตัวได้ 100% เบสอ่อน เบสแก่ [OH-]ที่แตกตัว = [C]เริ่มต้น [OH-]ที่แตกตัว = KbCb pOH = -log [OH-] pH = 14 - pOH

  5. #ทบทวน pH = pKa+ log[salt] บัพเฟอร์กรด [acid] บัพเฟอร์ pH = pKb+ log[salt] บัพเฟอร์เบส [base] Kw Kb Kw Ka [H+] = [OH−] = ไฮโดรลิซีส [salt] [salt]

  6. ปฏิกิริยาระหว่างกรดกับเบส เรียกว่า ปฏิกิริยาสะเทิน หรือ ปฏิกิริยาท าให้เป็นกลาง (neutralization reaction) ปฏิกิริยาสะเทินเกิดผลิตภัณฑ์ได้เกลือ (salt) และน ้า ปฏิกิริยาระหว่างกรดแก่กับเบสแก่ 1 ปฏิกิริยาระหว่างกรดอ่อนกับเบสแก่ 2 ปฏิกิริยาระหว่างกรดแก่กับเบสอ่อน 3 ปฏิกิริยาระหว่างกรดอ่อนกับเบสอ่อน 4

  7. ปฏิกิริยาระหว่างกรดแก่กับเบสแก่ กรดแก่ แตกตัวเป็น H+อย่างสมบูรณ์ เบสแก่ แตกตัวเป็น OH-อย่างสมบูรณ์ HCl + NaOH → NaCl + H2O H++ Cl- Na++ OH- ปฏิกิริยาระหว่างเบสอ่อนกับกรดแก่ กรดแก่ แตกตัวเป็น H+อย่างสมบูรณ์ เบสอ่อน แตกตัวเป็น OH-อย่างไม่สมบูรณ์ HCl + NH3→ NH4Cl NH4++ OH- H++ Cl- เกลือที่เกิดจากกรดแก่กับเบสแก่ไม่เกิดปฏิกิริยา แยกสลายด้วน ้า ที่จุดสมมูล สารละลายมี pH = 7 เกลือ NH4Cl ท าปฏิกิริยาแยกสลายด้วยน ้า เกิดอนุมูล H+ NH4++ H2O → NH3+ H H3 3O O+ + ที่จุดสมมูล สารละลายมี pH < 7 ปฏิกิริยาระหว่างกรดอ่อนกับเบสแก่ ปฏิกิริยาระหว่างเบสอ่อนกับกรดอ่อน กรดอ่อน แตกตัวเป็น H+อย่างไม่สมบูรณ์ เบสอ่อน แตกตัวเป็น OH-อย่างไม่สมบูรณ์ กรดอ่อน แตกตัวเป็น H+ อย่างไม่สมบูรณ์ เบสแก่ แตกตัวเป็น OH- อย่างสมบูรณ์ CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O CH3COOH + NH3→ CH3COO-+ NH4+ Na++ CH3COO- เกลือ CH3COO-และ NH4+ สามารถเกิดปฏิกิริยาแยกสลายด้วยน ้าได้ เกิดอนุมูล H+หรือ OH- เกลือ CH3COONa ท าปฏิกิริยาแยกสลายด้วยน ้า เกิดอนุมูล OH- CH3COO-+ H2O → CH3COOH + OH ที่จุดสมมูล สารละลายมี pH > 7 OH- - ที่จุดสมมูล สารละลายจึงเป็นกรดหรือเบสที่อ่อนมาก ขึ้นกับ ชนิดของกรดอ่อนและเบสอ่อน

  8. กรด – titrant เบส – titrand เบส – titrant กรด – titrant 1 จุดเริ่มต้น (initial point) การค านวณค่า pH แต่ละจุด (ช่วง) ขึ้นกับชนิดของ กรดและเบส 2 ช่วงก่อนจุดสมมูล (pre-equivalent point) 3 จุดสมมูล (equivalent point) 4 ช่วงหลังจุดสมมูล (post-equivalent point)

  9. จุดสมมูล จุดทางทฤษฎีที่จ านวนโมลของตัวไทเทรตและตัวถูกไทเทรต ท าปฏิกิริยากันพอดีตามปริมาณสัมพันธ์ B A + B → P mmol B = mmol A ค านวณปริมาตรตัวไทเทรตที่จุดสมมูล เพื่อก าหนดช่วงการค านวณค่า pH MBVB= MAVA VB=MAVA MB • ถ้าปริมาตรตัวไทเทรตที่เติม < VBแสดงว่าเป็นจุดก่อนสมมูล • ถ้าปริมาตรตัวไทเทรตที่เติม = VBแสดงว่าเป็นจุดสมมูล • ถ้าปริมาตรตัวไทเทรตที่เติม > VBแสดงว่าเป็นจุดหลังสมมูล จุดก่อนสมมูล จุดสมมูล จุดหลังสมมูล A

  10. แนวคิดการค านวณ pH ของการไทเทรตกรดแก่-เบสแก่ การไทเทรตกรดแก่ด้วยเบสแก่ การไทเทรตเบสแก่ด้วยกรดแก่ จุดเริ่มต้น จุดเริ่มต้น ( (VA=0) ค่า pH ค านวณอย่างเบสแก่เริ่มต้น จุดเริ่มต้น จุดเริ่มต้น ( (VB=0) ค่า pH ค านวณอย่างกรดแก่เริ่มต้น 1 ช่วงก่อนจุดสมมูล ช่วงก่อนจุดสมมูล ( (VA<VB) ค่า pH ค านวณอย่างเบสแก่ที่เหลือ ช่วงก่อนจุดสมมูล ช่วงก่อนจุดสมมูล ( (VB<VA) ค่า pH ค านวณอย่างกรดแก่ที่เหลือ 2 จุดสมมูล จุดสมมูล ( (VA=VB) ค่า pH ค านวณจากการแตกตัวของน ้า จุดสมมูล จุดสมมูล ( (VB=VA) ค่า pH ค านวณจากการแตกตัวของน ้า 3 ช่วงหลังจุดสมมูล ช่วงหลังจุดสมมูล ( (VB>VA) ค่า pH ค านวณตามเบสแก่ที่เกิน ช่วงหลังจุดสมมูล ช่วงหลังจุดสมมูล ( (VA>VB) ค่า pH ค านวณตามกรดแก่ที่เกิน 4

  11. กราฟการไทเทรต กรดแก่-เบสแก่ HCl(aq) + NaOH(aq) → H2O(aq) + NaCl(aq) 1 จุดเริ่มต้น (VNaOH=0 mL) ในสารละลายมีเพียง HCl 0.100 mol/L อย่างเดียว และ HCl เป็นกรดแก่ 0.100 M NaOH HCl(aq) → H+(aq) + Cl-(aq) 0.100 M 0.100 M 0.100 M pH = -log [H+] = -log(1.00x10-1) = 1.000 0.100 M HCl 25.00 mL 2.50 mmol mmol NaOH = mmol HCl VNaOH=0.100 Mx25.00 mL 0.100 M VNaOH= 25.0 mL

  12. กราฟการไทเทรต กรดแก่-เบสแก่ HCl(aq) + NaOH(aq) → H2O(aq) + NaCl(aq) 2 ช่วงก่อนจุดสมมูล (VNaOH=10.00 mL) ในสารละลายมีจ านวนโมลของ HCl มากกว่า NaOH 0.100 M NaOH 10.0 mL mmol HCl = mmol HCl(เริ่มต้น)– mmol NaOH(ที่เติม) = 2.50 – 1.00 = 1.50 mmol 1.00 mmol 1.50 mmol [HCl]ที่เหลือ= = 0.0428 M 35.00 mL 0.100 M HCl 25.00 mL HCl(aq) → H+(aq) + Cl-(aq) 0.0428 M 0.0428 M pH = -log [H+] = -log(4.28x10-2) = 1.368 2.50 mmol mmol NaOH < mmol HCl หมายเหตุ การค านวณ pH เมื่อเติม NaOH ที่ยังไม่ถึงจุดสมมูล (<2.50 mmol) วิธีค านวณ จะค านวณเหมือนกันทั้งหมด ค่า pH<7.0

  13. กราฟการไทเทรต กรดแก่-เบสแก่ HCl(aq) + NaOH(aq) → H2O(aq) + NaCl(aq) 3 จุดสมมูล (VNaOH=25.00 mL) ในสารละลายมีจ านวนโมลของ HCl เท่ากับ NaOH ที่จุดสมมูลเกิดเกลือและน ้า การค านวณ pH คิดจากการ แตกตัวของน ้า 0.100 M NaOH 25.00 mL 2H2O(l) → H3O+(aq) + OH-(aq) Kw=[H3O+][OH-]=1.0x10-14 2.50 mmol เมื่อก าหนดให้ [H3O+] = [OH-] = x ดังนั้น x2= 1.0x10-14 x = 1.0x10-7 [H3O+] = [OH-] = 1.00x10-7 0.100 M HCl 25.00 mL 2.50 mmol pH = -log [H+] = -log(1.0x10-7) = 7.00 mmol NaOH = mmol HCl

  14. กราฟการไทเทรต กรดแก่-เบสแก่ HCl(aq) + NaOH(aq) → H2O(aq) + NaCl(aq) 4 ช่วงหลังจุดสมมูล (VNaOH=26.00 mL) ในสารละลายมีจ านวนโมลของ NaOH มากกว่า HCl 0.100 M NaOH 26.0 mL mmol NaOH = mmol NaOH(ที่เติม)– mmol NaOH(ที่สมมูล) = 2.60 – 2.50 = 0.10 mmol [NaOH]ที่เหลือ= = 0.0020 M 51.00 mL NaOH(aq) → OH-(aq) + Na+(aq) 0.0020 M 0.0020 M pOH = -log [OH-] = -log(2.0x10-3) = 2.71 pH = 14.0 – pOH = 14.0 – 2.71 = 11.29 2.60 mmol 0.10 mmol 0.100 M HCl 25.00 mL 2.50 mmol mmol NaOH > mmol HCl หมายเหตุ การค านวณ pH เมื่อเติม NaOH ที่เกินจุดสมมูล (>2.50 mmol) วิธีค านวณจะค านวณ เหมือนกันทั้งหมด ค่า pH>7.0

  15. กราฟการไทเทรต กรดแก่-เบสแก่ HCl(aq) + NaOH(aq) → H2O(aq) + NaCl(aq) 14.0 0.100 M NaOH 12.0 10.0 8.0 pH 6.0 0.100 M HCl 25.00 mL 4.0 2.0 0.0 0.0 5.0 10.0 15.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 ปริมาตรสารละลาย NaOH (mL) 20.0

  16. กราฟการไทเทรต กรดแก่-เบสแก่ HCl(aq) + NaOH(aq) → H2O(aq) + NaCl(aq) ค่า pH การไทเทรตสารละลาย HCl 0.100 mol/L ด้วยสารละลาย NaOH 0.100 mol/L 0.100 M NaOH x mL V VNaOH 0 0..00 00 1 1..00 00 5 5..00 00 10 10..00 12.50 12.50 15 15..00 00 20 20..00 24 24..00 24 24..50 24 24..90 25 25..00 00 NaOH( (mL mL) ) pH pH 1.000 1.035 1.176 1.368 1.477 1.602 1.954 2.690 2.996 3.698 7.00 V VNaOH 25 25..01 25 25..10 25 25..50 26 26..00 28.00 28.00 30 30..00 35 35..00 00 40 40..00 45 45..00 50 50..00 NaOH( (mL 01 10 50 00 mL) ) pH pH 9.301 10.30 11.00 11.29 11.75 11.96 12.22 12.36 12.46 12.52 00 0.100 M HCl 25.00 mL 00 00 00 50 90 00 00 00

  17. HCl(aq) + NaOH(aq) → H2O(aq) + NaCl(aq) สรุปความคิดเห็นเกี่ยวกับ การเลือกอินดิเคเตอร์ 14.0 กราฟการไทเทรตกรดแก่-เบสแก่ 12.0 25.10 mL, pH=10.30 10.0 phenolphthalien (pH8.2-10.0) 8.0 จุดสมมูล (25.00 mL, pH=7.00) pH pH 6.0 methyl red (pH4.2-6.3) 4.0 24.90 mL, pH=3.698 2.0 0.0 0.0 5.0 10.0 15.0 ปริมาตรสารละลาย ปริมาตรสารละลาย NaOH (mL) 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 NaOH (mL)

  18. HCl(aq) + NaOH(aq) → H2O(aq) + NaCl(aq) สรุปความคิดเห็นเกี่ยวกับ การเลือกอินดิเคเตอร์ 14.0 กราฟการไทเทรตกรดแก่-เบสแก่ (ก) (ข) (ค) 12.0 10.0 phenolphthalien (pH8.2-10.0) 8.0 จุดสมมูล (pH=7.00) pH pH 6.0 methyl red (pH4.4-6.3) 4.0 2.0 0.0 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 NaOH (mL) ปริมาตรสารละลาย ปริมาตรสารละลาย NaOH (mL) (ก) HCl 0.100 M กับ NaOH 0.100 M (ข) HCl 0.0100 M กับ NaOH 0.0100 M (ค) HCl 0.00100 M กับ NaOH 0.00100 M

  19. กราฟการไทเทรต เบสแก่-กรดแก่ HCl(aq) + KOH(aq) → H2O(aq) + KCl(aq) ค่า pH การไทเทรตสารละลาย KOH 0.100 mol/L ด้วยสารละลาย HCl 0.100 mol/L V VNaOH 0 0..00 00 1 1..00 00 5 5..00 00 10 10..00 00 12.50 12.50 15 15..00 00 20 20..00 00 24 24..00 00 24 24..50 50 24 24..90 90 25 25..00 00 7.00 0.100 M HCl x mL NaOH( (mL mL) ) pH pH 13.00 12.96 12.82 12.63 12.52 12.40 12.05 11.31 11.00 10.30 V VNaOH 25 25..01 25 25..10 25 25..50 26 26..00 28.00 28.00 30 30..00 35 35..00 00 40 40..00 45 45..00 50 50..00 NaOH( (mL 01 10 50 00 mL) ) pH pH 4.699 3.699 3.004 2.708 2.247 2.041 1.778 1.637 1.544 1.478 0.100 M KOH 25.00 mL 00 00 00 00

  20. HCl(aq) + KOH(aq) → H2O(aq) + KCl(aq) สรุปความคิดเห็นเกี่ยวกับ การเลือกอินดิเคเตอร์ 14.0 กราฟการไทเทรตกรดแก่-เบสแก่ 12.0 10.0 Phenolphthalien (pH8.2-10.0) 8.0 จุดสมมูล (25.00 mL, pH=7.00) pH 6.0 Methyl red (pH4.2-6.3) 4.0 2.0 0.0 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 ปริมาตรสารละลาย ปริมาตรสารละลาย HCl (mL) HCl (mL)

  21. แนวคิดการค านวณ pH ของการไทเทรตกรดอ่อน-เบสแก่ และเบสอ่อน-กรดแก่ การไทเทรตกรดแก่ด้วยเบสแก่ การไทเทรตเบสแก่ด้วยกรดแก่ จุดเริ่มต้น จุดเริ่มต้น ( (VA=0) ค่า pH ค านวณอย่างเบสอ่อนเริ่มต้น จุดเริ่มต้น จุดเริ่มต้น ( (VB=0) ค่า pH ค านวณอย่างกรดอ่อนเริ่มต้น 1 ช่วงก่อนจุดสมมูล ช่วงก่อนจุดสมมูล ( (VA<VB) ค่า pH ค านวณอย่างบัฟเฟอร์เบส ช่วงก่อนจุดสมมูล ช่วงก่อนจุดสมมูล ( (VB<VA) ค่า pH ค านวณอย่างบัฟเฟอร์กรด 2 จุดสมมูล จุดสมมูล ( (VA=VB) ค่า pH ค านวณจากปฏิกิริยาแยกสลายด้วยน ้า จุดสมมูล จุดสมมูล ( (VB=VA) ค่า pH ค านวณจากปฏิกิริยาแยกสลายด้วยน ้า 3 ช่วงหลังจุดสมมูล ช่วงหลังจุดสมมูล ( (VB>VA) ค่า pH ค านวณตามเบสแก่ที่เกิน ช่วงหลังจุดสมมูล ช่วงหลังจุดสมมูล ( (VA>VB) ค่า pH ค านวณตามกรดแก่ที่เกิน 4

  22. กราฟการไทเทรต กรดอ่อน-เบสแก่ CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → H2O(aq) + CH3COONa(aq) 1 จุดเริ่มต้น (VNaOH= 0 mL) ในสารละลายมี CH3COOH เพียงอย่างเดียว และ CH3COOH เป็นกรดอ่อน พิจารณาการ แตกตัวจากค่า Ka=1.8x10-5 0.100 M NaOH 0 mL CH3COOH(aq) → H+(aq) + CH3COO-(aq) 0.100 M <0.100 M [CH COO ][H ] [CH COOH] [H ] = K C - + K = 3 a 3 0.100 M CH3COOH 25.00 mL วิธีประมาณค่า + a a 2.50 mmol = (1.8x10 )(0.100) = 1.3x10 M -5 -3 mmol NaOH = mmol HOAc VNaOH=0.100 Mx25.00 mL pH = -log [H+] = -log(1.3x10-3) = 2.89 0.100 M VNaOH= 25.0 mL

  23. กราฟการไทเทรต กรดอ่อน-เบสแก่ CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → H2O(aq) + CH3COONa(aq) 2 ช่วงก่อนจุดสมมูล (VNaOH=10.00 mL) ในสารละลายมีจ านวนโมลของ NaOH < CH3COOH เกิดเกลือ CH3COONa ในสารละลายประกอบด้วยกรดอ่อนและเกลือของกรดอ่อน >> บัฟเฟอร์กรด 0.100 M NaOH 10.00 mL 1.00 mmol mmol CH3COONa(ที่เกิดขึ้น) เท่ากับ mmol NaOH(ที่เติม) (0.100x10.00 = 1.00 mmol) [CH COONa] pH = pK + log[CH COOH] 3 a 3 1.00 35.00 1.50 35.00             mmol CH3COOH(ที่เหลือ) เท่ากับ mmol CH3COOH(เริ่มต้น) – mmol NaOH(ที่เติม) (2.50 - 1.00 = 1.50 mmol) 0.100 M CH3COOH 25.00 mL pH = pK + log a 2.50 mmol เกิดบัฟเฟอร์ 1.00 pH = -log(1.8x10 ) + log1.50 -5 pH = 4.57 หมายเหตุ การค านวณ pH เมื่อเติม NaOH ที่ยังไม่ถึงจุดสมมูล (<2.50 mmol) วิธีค านวณ จะค านวณเหมือนกันทั้งหมด ค่า pH<7.0

  24. กราฟการไทเทรต กรดอ่อน-เบสแก่ CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → H2O(aq) + CH3COONa(aq) 3 จุดสมมูล (VNaOH=25.00 mL) ในสารละลายมีจ านวนโมลของ NaOH = CH3COOH เกิดเกลือ CH3COONa อย่างสมบูรณ์ หมดสภาพบัฟเฟอร์ และเกลือ CH3COONa เกิดปฏิกิริยาแยกสลายด้วยน ้า 0.100 M NaOH 25.00 mL 2.50 mmol CH3COONa(aq) + H2O(aq) → CH3COOH(aq) + OH-(aq) + Na+(aq) mmol CH3COONa(ที่เกิดขึ้น) เท่ากับ mmol NaOH(ที่สมมูล) (0.100x25.00 = 2.50 mmol)    K [CH COONa] [OH ] = w 3 K - a 0.100 M CH3COOH 25.00 mL 2.50    (1.0x10 ) x 50.00 1.8x10 -14 2.50 mmol [OH ] = = 5.27x10 - -6 -5 pOH = -log(5.27x10-6) = 5.278 pH = 14.0 – 5.278 = 8.72

  25. กราฟการไทเทรต กรดอ่อน-เบสแก่ CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → H2O(aq) + CH3COONa(aq) 4 ช่วงหลังจุดสมมูล (VNaOH=26.00 mL) ในสารละลายมีจ านวนโมลของ NaOH > CH3COOH mmolNaOH = mmolNaOH(ที่เติม)– mmolNaOH(ที่สมมูล) = 2.60 – 2.50 = 0.10 mmol 0.10 mmol 51.00 mL NaOH(aq) → OH-(aq) + Na+(aq) 0.0020 M 0.0020 M pOH = -log [OH-] = -log(2.0x10-3) = 2.71 0.100 M NaOH 26.00 mL 2.60 mmol [NaOH]ที่เหลือ= = 0.0020 mol/L 0.100 M CH3COOH 25.00 mL 2.50 mmol pH = 14.0 – pOH = 14.0 – 2.71 = 11.29 หมายเหตุ การค านวณ pH เมื่อเติม NaOH ที่เกินจุดสมมูล (>2.50 mmol) วิธีค านวณจะค านวณ เหมือนกันทั้งหมด ค่า pH>7.0

  26. กราฟการไทเทรต กรดอ่อน-เบสแก่ CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → H2O(aq) + CH3COONa(aq) ค่า pH การไทเทรตสารละลาย CH3COOH 0.100 mol/L ด้วยสารละลาย NaOH 0.100 mol/L 0.100 M NaOH x mL V VNaOH 0 0..00 00 1 1..00 00 5 5..00 00 10 10..00 12 12..50 50 15 15..00 00 20 20..00 24 24..00 24 24..50 24 24..90 24 24..99 25 25..00 00 NaOH( (mL mL) ) pH pH 2.89 3.36 4.14 4.57 4.74 4.92 5.35 6.12 6.43 7.14 8.14 8.72 V VNaOH 25.01 25.10 25.50 26.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 NaOH( (mL mL) ) pH pH 9.30 10.30 11.00 11.29 11.96 12.22 12.36 12.46 12.52 00 0.100 M CH3COOH 25.00 mL 00 00 50 90 99

  27. CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → H2O(aq) + CH3COONa(aq) สรุปความคิดเห็นเกี่ยวกับ การเลือกอินดิเคเตอร์ 14.0 50.00 mL pH=12.52 กราฟการไทเทรตกรดอ่อน-เบสแก่ 12.0 10.0 Phenolphthalien (pH8.2-10.0) จุดสมมูล (25.00 mL, pH=8.72) 8.0 pH pH Methyl red (pH4.4-6.3) 6.0 4.0 12.50 mL pH=pKa =4.74 2.0 0.0 0.0 5.0 10.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 ปริมาตรสารละลาย ปริมาตรสารละลาย NaOH (mL) NaOH (mL) 15.0 20.0

  28. CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → H2O(aq) + CH3COONa(aq) สรุปความคิดเห็นเกี่ยวกับ การเลือกอินดิเคเตอร์ 14.0 กราฟการไทเทรตกรดอ่อน-เบสแก่ (ก) (ข) (ค) 12.0 10.0 Phenolphthalien (pH8.2-10.0) 8.0 pH pH Methyl red (pH4.4-6.3) 6.0 4.0 12.50 mL pH=pKa =4.74 (ก) CH3COOH 0.100 M กับ NaOH 0.100 M (ข) CH3COOH 0.0100 M กับ NaOH 0.0100 M (ค) CH3COOH 0.00100 M กับ NaOH 0.00100 M 2.0 0.0 0.0 5.0 10.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 ปริมาตรสารละลาย ปริมาตรสารละลาย NaOH (mL) NaOH (mL) 15.0 20.0

  29. เปรียบเทียบกราฟการไทเทรตเปรียบเทียบกราฟการไทเทรต ระหว่าง กรดแก่ด้วยเบสแก่ กับ กรดอ่อนด้วยเบสแก่ 14.0 12.0 จุดสมมูล (pH=8.72) 10.0 Phenolphthalien (pH8.2-10.0) อภิปราย ก่อนจุดสมมูล : …….. จุดสมมูล : ………. หลังจุดสมมูล : ……… 8.0 จุดสมมูล (pH=7.00) pH pH 6.0 Methyl red (pH4.2-6.3) Methyl orange (pH3.1-4.4) 4.0 2.0 0.0 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 ปริมาตรสารละลาย ปริมาตรสารละลาย NaOH (mL) NaOH (mL)

  30. กราฟการไทเทรต เบสอ่อน-กรดแก่ NH3(aq) + HCl(aq) → NH4Cl(aq) 1 จุดเริ่มต้น (VHCl= 0 mL) ในสารละลายมีเพียง NH3อย่างเดียว และ NH3เป็นเบสอ่อน พิจารณาการ แตกตัวจากค่า Kb= 1.8x10-5 +(aq) + OH-(aq) 0.100 M HCl 0 mL NH3(aq) + H2O → NH4 0.100 M <0.100 M [OH ][NH ] [NH ] - + K = 4 b 3 0.100 M NH3 25.00 mL [OH ] = K C วิธีประมาณค่า - b b 2.50 mmol = (1.8x10 )(0.100) = 1.3x10 M -5 -3 pOH = -log [OH-] = -log 1.3x10-3= 2.87 pH = 14.0 - 2.87 = 11.13 mmol HCl = mmol NH3 VHCl=0.100 Mx25.00 mL 0.100 M VHCl= 25.0 mL

  31. กราฟการไทเทรต เบสอ่อน-กรดแก่ NH3(aq) + HCl(aq) → NH4Cl(aq) 2 ช่วงก่อนจุดสมมูล (VHCl=10.00 mL) ในสารละลายมีจ านวนโมลของ HCl < NH3เกิดเกลือ NH4Cl ใน สารละลายประกอบด้วยกรดอ่อนและเกลือของเบสอ่อน >> บัฟเฟอร์เบส 0.100 M HCl 10.00 mL 1.00 mmol mmol NH4Cl(ที่เกิดขึ้น)เท่ากับ mmol HCl(ที่เติม) (0.100x10.00 = 1.00 mmol) [NH Cl] pOH = pK + log[NH ] 4 b 3 1.00 35.00 1.50 35.00             mmol NH3(ที่เหลือ) เท่ากับ mmol NH3(เริ่มต้น) – mmol HCl(ที่เติม) (2.50 - 1.00 = 1.50 mmol) 0.100 M NH3 25.00 mL pOH = pK + log b 2.50 mmol เกิดบัฟเฟอร์ 1.00 1.50       pOH = -log(1.8x10 ) + log -5 pOH = 4.57 pH = 14.00 – 4.57 = 9.43 หมายเหตุ การค านวณ pH เมื่อเติม HCl ที่ยังไม่ถึงจุดสมมูล (<2.50 mmol) วิธีค านวณจะ ค านวณเหมือนกันทั้งหมด ค่า pH>7.0

  32. กราฟการไทเทรต เบสอ่อน-กรดแก่ NH3(aq) + HCl(aq) → NH4Cl(aq) 3 จุดสมมูล (VHCl=25.00 mL) ในสารละลายมีจ านวนโมลของ HCl = NH3เกิดเกลือ NH4Cl อย่างสมบูรณ์ หมดสภาพบัฟเฟอร์ และเกลือ NH4Cl เกิดปฏิกิริยาแยกสลายด้วยน ้า 0.100 M HCl 25.00 mL 2.50 mmol NH4Cl(aq) + H2O(aq) → NH3(aq) + H3O+(aq) + Cl-(aq) mmolNH4Cl(ที่เกิดขึ้น) เท่ากับ mmolNH3(ที่สมมูล) (0.100x25.00 = 2.50 mmol) K [NH Cl] K [H ] = w 4 + b 0.100 M NH3 25.00 mL 2.50       (1.0x10 ) x 50.00 1.8x10 -14 [H ] = = 5.27x10 2.50 mmol + -6 -5 pH = -log(5.27x10-6) = 5.278

  33. กราฟการไทเทรต เบสอ่อน-กรดแก่ NH3(aq) + HCl(aq) → NH4Cl(aq) 4 ช่วงหลังจุดสมมูล (VHCl=26.00 mL) 0.100 M HCl 26.00 mL ในสารละลายมีจ านวนโมลของ HCl > NH3 2.60 mmol mmol HCl = mmolHCl(ที่เติม)– mmolNH3(ที่สมมูล) = 2.60 – 2.50 = 0.10 mmol 0.10 mmol 51.00 mL HCl(aq) → H+(aq) + Cl-(aq) 0.0020 M 0.0020 M pH = -log(2.0x10-3) = 2.71 [HCl]ที่เหลือ= = 0.0020 M 0.100 M NH3 25.00 mL 2.50 mmol หมายเหตุ การค านวณ pH เมื่อเติม HCl ที่เกินจุดสมมูล (>2.50 mmol) วิธีค านวณจะค านวณ เหมือนกันทั้งหมด ค่า pH<7.0

  34. กราฟการไทเทรต เบสอ่อน-กรดแก่ NH3(aq) + HCl(aq) → NH4Cl(aq) ค่า pH การไทเทรตสารละลาย NH30.100 mol/L ด้วยสารละลาย HCl 0.100 mol/L 0.100 M HCl x mL V VHCl 0.00 1.00 5.00 10.00 12.50 15.00 20.00 24.00 24.50 24.90 24.99 25.00 HCl( (mL mL) ) pH pH 11.13 10.64 9.86 9.43 9.26 9.08 8.65 7.88 7.57 6.86 5.86 5.278 V VHCl 25.01 25.10 25.50 26.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 HCl( (mL mL) ) pH pH 4.699 3.700 3.004 2.708 2.041 1.778 1.637 1.544 1.478 0.100 M NH3 25.00 mL

  35. NH3(aq) + HCl(aq) → NH4Cl(aq) สรุปความคิดเห็นเกี่ยวกับ การเลือกอินดิเคเตอร์ 12.0 กราฟการไทเทรตเบสอ่อน-กรดแก่ 10.0 pH = pKb 8.0 จุดสมมูล (pH=5.278) 6.0 pH pH Methyl red (pH4.2-6.3) 4.0 2.0 0.0 0.0 5.0 10.0 15.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 ปริมาตรสารละลาย ปริมาตรสารละลาย NaOH (mL) NaOH (mL) 20.0

  36. กิจกรรม 5.1 จงแสดงการสร้างกราฟการไทเทรตปฏิกิริยากรด-เบส เมื่อ ใช้สารละลาย HCl 0.100 mol/L ปริมาตร 30.00 mL ไทเทรตด้วยสารละลาย KOH 0.150 mol/L โดยนักศึกษาให้ ก าหนดปริมาตรสารละลาย NaOH ให้เป็นช่วงก่อนจุดสมมูล และหลังจุดสมมูล ช่วงละอย่างน้อย 2 จุด 0.150 M KOH x mL 0.100 M HCl 30.00 mL

  37. ผู้เขียนมีความตั้งใจอย่างมากที่จะเรียบเรียงผู้เขียนมีความตั้งใจอย่างมากที่จะเรียบเรียง หนังสือเล่มนี้เพื่อให้เป็นส่วนหนึ่งของรากฐาน ศาสตร์แห่งเคมีวิเคราะห์ และหวังเป็นอย่างยิ่งว่า หนังสือเล่มนี้จะเป็นส่วนหนึ่งในการเพิ่มพูน ความรู้ ความเข้าใจ และทักษะการค านวณเชิง ปริมาณ ส าหรับนิสิต นักศึกษา นักวิจัย และผู้ที่ สนใจสามารถประยุกต์ใช้ในการศึกษา การ ประกอบวิชาชีพและการค้นคว้าวิจัยต่อไป ผศ.ดร.วรวิทย์ จันทร์สุวรรณ

More Related