วันเสาร์ที่ 18 กันยายน พ.ศ. 2553

ปฏิกิริยาระหว่างกรด-เบส

กรด + เบส --> เกลือ + น้ำ
           ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น จะเกิดโดยสมบูรณ์ จึงไม่มีสภาวะสมดุลเกิดขึ้น

ปฏิกิริยาที่สารตั้งต้น ทำปฏิกิริยาพอดีกัน
1.       กรดแก่ + เบสแก่ : จะเกิดเกลือกลางขึ้น มีสมบัติเป็นกลาง
2.       กรดอ่อน + เบสแก่ : จะเกิดเกลือเบส มีสมบัติเป็นกรด
3.       กรดแก่ + เบสอ่อน : จะเกิดเกลือกรด มีสมบัติเป็นเบส
4.       กรดอ่อน + เบสอ่อน : จะเกิดเกลือที่เป็นกรด เบส หรือกลางก็ได้ ขึ้นอยู่กับสารตั้งต้น

7.2 ปฏิกิริยาที่สารตั้งต้น ทำปฏิกิริยาไม่พอดีกัน

           - มีสารตั้งต้นที่เป็นอิเล็กโทรไลต์แก่เหลือ
           สารละลายที่เกิดขึ้น จะเป็นสารละลายผสมระหว่างเกลือและกรดหรือเบสแก่ ค่า pH ที่เกิดขึ้น ส่วนใหญ่จะส่งผลมาจากการแตกตัวของกรดหรือเบสแก่ เนื่องจากเมื่อเทียบกันแล้ว เกลือจะแตกตัวและเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส ได้ความเข้มข้นของ ไฮดรอกไซด์ไอออน หรือ ไฮโดรเจนไอออน น้อยกว่ามาก เราจึงสามารถคำนวณค่า pH ได้จากสารละลายอิเล็กโทรไลต์แก่ที่เหลือได้เลย

           - มีสารตั้งต้นที่เป็นอิเล็กโทรไลต์อ่อนเหลือ
            เราจะได้สารละลายผสมระหว่างสารละลายกรด /เบส อ่อน กับเกลือของมัน หรือคู่กรด/คู่เบส นั่นเอง ซึ่งนั่นก็คือสารละลายบัฟเฟอร์ การคำนวณหาค่า pH จึงสามารถคำนวณได้เหมือนกับการคำนวณของสารละลายบัฟเฟอร์ได้เลย

อินดิเคเตอร์สำหรับกรด-เบส

           อินดิเคเตอร์ คือ สิ่งที่สามารถบอกค่า pH ของสารละลายได้ ซึ่งมีอยู่หลายประเภทด้วยกัน ในที่นี้เราจะศึกษาอินดิเคเตอร์ที่เป็นชุดของสารละลาย
           อินดิเคเตอร์ที่เป็นสารละลาย เป็นโมเลกุลสารอินทรีย์ที่มีโครงสร้างเชิงซ้อน ซึ่งจะแตกตัวให้ไอออนที่เป็นคู่เบสหรือคู่กรด ที่มีสีที่แตกต่างจากเดิม โดยจะขึ้นอยู่กับ pH ของสารละลายที่นำมาทดสอบ

ช่วง pH ของอินดิเคเตอร์ : ช่วง pH ของสารละลายที่ อินดิเคเตอร์ให้สีที่แตกต่างกัน

 ภาพแสดงช่วง pH และสีที่เปลี่ยนของอินดิเคเตอร์บางชนิด

การคำนวณช่วง pH ของอินดิเคเตอร์
           ช่วง pH ของอินดิเคเตอร์ = -log KHin + 1
           จากสมการ
           เมื่อเติมสารละลายที่เป็นกรดขึ้น จะเป็นการเพิ่มความเข้มข้นของ H3O+ ส่งผลให้สมดุลเลื่อนไปทางซ้าย แต่ในทางกลับกัน ถ้าเราเติมสารละลายที่เป็นเบส OH- จะไปทำปฏิกิริยากับ H3O+ ทำให้ความเข้มข้นของ H3O+ ลดลง สมดุลจึงเลือนไปทางขวา

สารละลายบัฟเฟอร์

           บัฟเฟอร์ เป็นสารละลายที่จะมีค่า pH เปลี่ยนแปลงน้อยมาก เมื่อเติมกรดแก่หรือเบสแก่ในปริมาณเล็กน้อย ซึ่งสารละลายนี้ เกิดจากการที่มี กรดอ่อนกับคู่เบสของมัน หรือเบสอ่อนกับคู่กรด อยู่ในสารละลายนั้น
อิทธิพลของไอออนร่วม
           ถ้าสมดุลเลื่อนไปทางซ้าย จะส่งผลให้ความเข้มข้นของ H+ ลดลง แต่ในทางตรงกันข้าม เมื่อสมดุลไปทางขวา ความเข้มข้นของ H+ ก็จะเพิ่มขึ้น
           สำหรับการเติม A- นั้น หากว่านำไปเติมในสารละลายอื่น ซึ่งไม่มีกรดที่มี A- อยู่ในโมเลกุล ก็จะไม่เกิดการเปลี่ยนแปลง เรียกการเปลี่ยนแปลงอย่างนี้ว่า อิทธิพลของไอออนร่วม


การทำงานของบัฟเฟอร์และการคำนวณค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์
              - สารละลายบัฟเฟอร์กรด : กรดอ่อน + เกลือของกรดอ่อน (คู่เบสของกรดอ่อน)
 
           -สารละลายบัฟเฟอร์เบส : เบสอ่อน + เกลือของเบสอ่อน (คู่กรดของเบสอ่อน)