99201-3
99201-3 99201-3
้ ้ 3-48 วิทยาศาสตร์ส าหรับเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร เมื ่อพิจารณาจากปฏิกิริยาไปข้างหน้า H 2 O เป็นสารที ่ให้โปรตอน (H + ) ดังนั้น H 2 O จึงเป็นกรดแล้วได้สาร ผลิตภัณฑ์เป็น OH - ส่วน NH 3 เมื ่อรับโปรตอน (H + + ) จะท าหน้าที ่เป็นเบส ส าหรับปฏิกิริยาย้อนกลับ NH 4 เป็นกรด เพราะให้ H + ส่วน OH - เป็นเบสเพราะรับโปรตอน จึงจับเป็นคู่กรดและเบสได้ดังนี H 2 O เป็นคู่กรดของ OH - + NH 3 เป็นคู่เบสของ NH 4 OH - เป็นคู่เบสของ H 2 O + NH 4 เป็นคู่กรดของ NH 3 3. ทฤษฎีกรดและเบสของลิวอีส เป็นการใช้ทฤษฎีของการใช้อิเล็กตรอนคู่ร่วมกัน ซึ ่งสามารถลดข้อจ ากัด ของอาร์เรเนียส และเบรินสเตดและลาวรี ได้ โดยน าเสนอว่า กรด คือ สารที ่รับคู่อิเล็กตรอนคู่ เบส คือ สารที ่ให้คู่อิเล็กตรอนคู่ ดังตัวอย่างต่อไปนี F F F B กรด + NH3 เบส F F F B NH3 จากตัวอย่างข้างต้นจะเห็นว่า NH 3 เป็นสารที ่ให้คู่อิเล็กตรอนได้จึงป็นเบส ส่วน BF 3 เป็นสารที ่รับ อิเล็กตรอนจาก NH 3 ท าให้ BF 3 เป็นกรด ซึ ่งเป็นพันธะโคเวเลนซ์ที ่เสถียร สมบัติความเป็ นกรดและเบสของน ้า น ้าบริสุทธิ ์ เป็นสารที ่มีสมบัติเฉพาะตัว คือเมื ่อละลายน ้าแล้วอาจเป็นได้ทั้งกรดและเบส ดังสมการ H 2 O (l) H 3 O + (aq) + OH - (aq) เรียกปฏิกิริยาที ่เกิดขึ ้นว่า การแตกตัวเป็นไอออนด้วยตัวเอง (autoionization) และจากทฤษฎีกรดและเบส ของเบรินสเตดและลาวรี เขียนสมการได้เป็น H 2 O + H 2 O H 3 O + + OH -
เคมีพื ้นฐาน 3-49 ค่าคงที ่สมดุลการแตกตัว (equilibrium constant) หาได้จากอัตราส่วนระหว่างความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ และความเข้มข้นของสารตั้งต้น การเขียนค่าคงที ่ของสมดุลการแตกตัวจะแทนด้วยตัวอักษร K ซึ ่งค่าคงที ่สมดุล การแตกตัว เป็นค่าที ่ขึ ้นอยู่กับธรรมชาติและความสามารถในการแตกตัวของสาร ถ้ามีการแตกตัวของสารเป็นไอออน มากจะมีค่าคงที ่สมดุลการแตกตัว สูงตามด้วย ดังนั้นจากสมการเคมีของน ้า ค่าคงที ่สมดุลการแตกตัวของน ้ามีค่าเป็น (ในการเขียน H + สามารถเขียนแทน ด้วย H 3 O + ) K w = [H 3 O + ] [OH -- ] … (3.1) [H 2 O] เมื ่อ K w แทน ค่าคงที ่สมดุลการแตกตัวของน ้า [H 3 O + ] แทน ความเข้มข้นของ H 3 O + [OH -- ] แทน ความเข้มข้นของ OH — [H 2 O] แทน ความเข้มข้นของ H 2 O สัญลักษณ์วงเล็บ [ ] ในสูตรหมายถึง ความเข้มข้นของสาร หน่วยเป็นโมลต่อลูกบาศก์เดซิเมตร (mol/ dm 3 ) หรือ โมลต่อลิตร (mol/l) ส าหรับหน่วยของค่า K หรือค่าคงที ่สมดุลการแตกตัว ในปฏิกิริยาต่างชนิดกันจะมีหน่วยที ่ต่างกัน หรือ บางครั้งอาจไม่มีหน่วยเลย เนื ่องจากค่า K จะขึ ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ ซึ ่งบางปฏิกิริยา ถ้าหน่วยของความเข้มข้นตัดกันหมดจะท าให้ค่า K ไม่มีหน่วย เนื ่องจากความเข้มข้นของน ้าน้อยมากในการแตกตัวจึงถือว่าไม่เปลี ่ยนแปลง ค่าคงที ่การแตกตัวของน ้าจึงมี ค่าเป็น K w = [H 3 O + ][OH - ] = 1 10 -14 ที ่ 25 องศาเซสซียส น ้าบริสุทธิ ์ [H 3 O + ] = [OH - ] = 1 10 -7 mol/dm 3 ดังนั้นในสารละลายกรดต้องมีค่า [H 3 O + ] มากกว่า 1 10 -7 mol/dm 3 ส่วนสารละลายเบสต้องมีค่า [OH - ] มากกว่า 1 10 -7 mol/dm 3 เช่นกัน การวัดค่าความเป็ นกรดและเบส เนื ่องจากการแตกตัวของไอออนในน ้ามีการแตกตัวที ่ต ่ามาก เพื ่อความสะดวกในการหาค่าความเป็นกรด และเบส จึงต้องใช้สมการช่วยในการค านวณหาค่าความเป็นกรดและเบส และเพื ่อให้สะดวกต่อความเข้าใจใน การบอกว่าสารเป็นกรดและเบส จึงมีวิธีการบอกความเป็นกรดและเบสให้เข้าใจง่ายขึ ้นโดยใช้ค่าที ่เรียกว่า พีเอช (pH) ซึ ่งการวัดค่า pH นั้นมีเครื ่องมือในการวัด คือ กระดาษลิตมัส (litmus paper) หรือเครื ่องพีเอช มิเตอร์ (pH meter) ดังแสดงในภาพที ่ 3.1 ซึ ่งการวัดค่า pH ด้วยเครื ่องพีเอชมิเตอร์จะให้ค่าที ่เที ่ยงตรงกว่า แต่ราคาของเครื ่องจะสูงกว่า การใช้กระดาษลิตมัส
- Page 1 and 2: หน่วยที่ 3 เค
- Page 3 and 4: เคมีพื ้นฐาน
- Page 5 and 6: ้ เคมีพื ้นฐา
- Page 7 and 8: ้ เคมีพื ้นฐา
- Page 9 and 10: เคมีพื ้นฐาน
- Page 11 and 12: เคมีพื ้นฐาน
- Page 13 and 14: เคมีพื ้นฐาน
- Page 15 and 16: ้ เคมีพื ้นฐา
- Page 17 and 18: ้ ่ เคมีพื ้น
- Page 19 and 20: เคมีพื ้นฐาน
- Page 21 and 22: ้ ้ ่ เคมีพื ้
- Page 23 and 24: ้ เคมีพื ้นฐา
- Page 25 and 26: ้ เคมีพื ้นฐา
- Page 27 and 28: เคมีพื ้นฐาน
- Page 29 and 30: เคมีพื ้นฐาน
- Page 31 and 32: เคมีพื ้นฐาน
- Page 33 and 34: ้ ่ ่ เคมีพื ้
- Page 35 and 36: เคมีพื ้นฐาน
- Page 37 and 38: ้ เคมีพื ้นฐา
- Page 39 and 40: เคมีพื ้นฐาน
- Page 41 and 42: เคมีพื ้นฐาน
- Page 43 and 44: เคมีพื ้นฐาน
- Page 45 and 46: เคมีพื ้นฐาน
- Page 47: ้ เคมีพื ้นฐา
- Page 51 and 52: ้ ้ เคมีพื ้น
- Page 53 and 54: ้ เคมีพื ้นฐา
- Page 55 and 56: ่ เคมีพื ้นฐา
- Page 57 and 58: ้ เคมีพื ้นฐา
- Page 59 and 60: ้ ้ ้ เคมีพื ้
- Page 61 and 62: เคมีพื ้นฐาน
- Page 63 and 64: ้ เคมีพื ้นฐา
- Page 65 and 66: ่ เคมีพื ้นฐา
- Page 67 and 68: ้ เคมีพื ้นฐา
- Page 69 and 70: เคมีพื ้นฐาน
เคมีพื ้นฐาน 3-49<br />
ค่าคงที ่สมดุลการแตกตัว (equilibrium constant) หาได้จากอัตราส่วนระหว่างความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์<br />
และความเข้มข้นของสารตั้งต้น การเขียนค่าคงที ่ของสมดุลการแตกตัวจะแทนด้วยตัวอักษร K ซึ ่งค่าคงที ่สมดุล<br />
การแตกตัว เป็นค่าที ่ขึ ้นอยู่กับธรรมชาติและความสามารถในการแตกตัวของสาร ถ้ามีการแตกตัวของสารเป็นไอออน<br />
มากจะมีค่าคงที ่สมดุลการแตกตัว สูงตามด้วย<br />
ดังนั้นจากสมการเคมีของน ้า ค่าคงที ่สมดุลการแตกตัวของน ้ามีค่าเป็น (ในการเขียน H + สามารถเขียนแทน<br />
ด้วย H 3 O + )<br />
K w = [H 3 O + ] [OH -- ] … (3.1)<br />
[H 2 O]<br />
เมื ่อ K w<br />
แทน ค่าคงที ่สมดุลการแตกตัวของน ้า<br />
[H 3 O + ] แทน ความเข้มข้นของ H 3 O +<br />
[OH -- ] แทน ความเข้มข้นของ OH —<br />
[H 2 O] แทน ความเข้มข้นของ H 2 O<br />
สัญลักษณ์วงเล็บ [ ] ในสูตรหมายถึง ความเข้มข้นของสาร หน่วยเป็นโมลต่อลูกบาศก์เดซิเมตร (mol/<br />
dm 3 ) หรือ โมลต่อลิตร (mol/l)<br />
ส าหรับหน่วยของค่า K หรือค่าคงที ่สมดุลการแตกตัว ในปฏิกิริยาต่างชนิดกันจะมีหน่วยที ่ต่างกัน หรือ<br />
บางครั้งอาจไม่มีหน่วยเลย เนื ่องจากค่า K จะขึ ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ ซึ ่งบางปฏิกิริยา<br />
ถ้าหน่วยของความเข้มข้นตัดกันหมดจะท าให้ค่า K ไม่มีหน่วย<br />
เนื ่องจากความเข้มข้นของน ้าน้อยมากในการแตกตัวจึงถือว่าไม่เปลี ่ยนแปลง ค่าคงที ่การแตกตัวของน ้าจึงมี<br />
ค่าเป็น<br />
K w = [H 3 O + ][OH - ] = 1 10 -14 ที ่ 25 องศาเซสซียส<br />
น ้าบริสุทธิ ์ [H 3 O + ] = [OH - ] = 1 10 -7 mol/dm 3<br />
ดังนั้นในสารละลายกรดต้องมีค่า [H 3 O + ] มากกว่า 1 10 -7 mol/dm 3 ส่วนสารละลายเบสต้องมีค่า [OH - ]<br />
มากกว่า 1 10 -7 mol/dm 3 เช่นกัน<br />
การวัดค่าความเป็ นกรดและเบส<br />
เนื ่องจากการแตกตัวของไอออนในน ้ามีการแตกตัวที ่ต ่ามาก เพื ่อความสะดวกในการหาค่าความเป็นกรด<br />
และเบส จึงต้องใช้สมการช่วยในการค านวณหาค่าความเป็นกรดและเบส และเพื ่อให้สะดวกต่อความเข้าใจใน<br />
การบอกว่าสารเป็นกรดและเบส จึงมีวิธีการบอกความเป็นกรดและเบสให้เข้าใจง่ายขึ ้นโดยใช้ค่าที ่เรียกว่า พีเอช (pH)<br />
ซึ ่งการวัดค่า pH นั้นมีเครื ่องมือในการวัด คือ กระดาษลิตมัส (litmus paper) หรือเครื ่องพีเอช มิเตอร์ (pH meter)<br />
ดังแสดงในภาพที ่ 3.1 ซึ ่งการวัดค่า pH ด้วยเครื ่องพีเอชมิเตอร์จะให้ค่าที ่เที ่ยงตรงกว่า แต่ราคาของเครื ่องจะสูงกว่า<br />
การใช้กระดาษลิตมัส
Change language