ห้องวิชาการ / เคมี

กรด - เบส 2

1. ธรรมชาติของปฏิกิริยากรด - เบส
    โดยทั่วไป เมื่อกรดทำปฏิกิริยากับเบส จะให้ผลิตภัณฑ์ออกมาเป็นเกลือกับน้ำ
            กรด + เบส      ฎ    เกลือ + น้ำ
            H^⁺ + OH^{^-}       ฎ   H_₂O
    และ กรดจะทำปฏิกิริยาพอดีกับเบส เมื่อ

ทั้งหมดในสูตรของกรด

= ทั้งหมดที่มีในเบส

ดังนั้นปฏิกิริยากรด - เบส จึงเกิด 2 ลักษณะ คือ
ก. กรดทำปฏิกิริยาพอดีกับเบส ( = ) สารละลายที่ได้จะเป็นสารละลายเกลือเท่านั้น
ข. กรดกับเบสทำปฏิกิริยาไม่พอดีกัน สารละลายหลังปฏิกิริยาจะมีสภาพเป็นอย่างไร ขึ้นกับสารที่เหลือจากปฏิกิริยาและเกลือที่เกิดว่าเป็นเกลือชนิดใด

2. เมื่อกรดทำปฏิกิริยาพอดีกับเบส สารละลายจะมีสภาพเป็นกรดหรือเบสพิจารณาได้ดังนี้

ชนิดของกรด	ชนิดของเบส	ชนิดของเกลือ	PH ของสารละลาย
กรดแก่	เบสแก่	เกลือกลาง	= 7 เสมอไม่ว่า [ เกลือ] จะเป็นเท่าใด
กรดแก่	เบสอ่อน	เกลือกรด	< 7 ขึ้นกับ [ เกลือ]
กรดอ่อน	เบสแก่	เกลือเบส	> 7 ขึ้นกับ [เกลือ]
กรดอ่อน	เบสอ่อน	เกลือกลาง	= 7 (ถ้า Ka = Kb)
		เกลือกรด	< 7 (ถ้า Ka = Kb)
		เกลือเบส	> 7 (ถ้า Ka = Kb)

การคำนวณ pH ของสารละลายเกลือ
ถ้าเป็นสารละลายเกลือกรด ให้ถือว่า เป็นกรดชนิดอ่อนชนิดหนึ่ง ใช้สมการ

[H+] =

จะได้ [H+] =

เมื่อ Ka =

- และ C_{_a} = C_{_S}

ถ้าเป็นสารละลายเกลือเบส ก็ให้ถือว่าเป็นเบสอ่อนชนิดหนึ่งใช้สมการ

[ OH-] =

หมายเหตุ
สำหรับกรด H_{_x}A ที่มีความเข้มข้น M_{_a} mol/dm^³ ปริมาตร V_{_a}cm^³ ทำปฎิกิริยาพอดีกับเบส B (OH)_{_y} ที่มีความเข้มข้น M_{_b} mol/dm^³ ปริมาตร V_{_b} cm^³ จะได้ความสัมพันธ์ว่า

x M_{_a}V_{_a} = y M_{_b}V_{_b}

3. เมื่อกรดทำปฏิกิริยากับเบสไม่พอดีกัน pH ของสารละลายขึ้นอยู่กับว่ามีอะไรเหลืออยู่
ก. ปฏิกิริยาที่เกิดระหว่าง กรดแก่กับเบสแก่ ไม่ว่ากรดหรือเบสเหลือ ให้หาความเข้มข้นของกรดหรือเบสที่เหลือ แล้วจึงหา pH ของสารละลาย
ข. ปฏิกิริยาที่เกิดระหว่าง กรดอ่อนกับเบสแก่
ถ้า เบสแก่เหลือ ให้หาความเข้มข้นของเบสแก่ที่เหลือ เพื่อหา pOH แล้วนำไปหา pH
ถ้า กรดอ่อนเหลือ สารละลายจะเป็น บัฟเฟอร์กรด ให้หาค่า [ H^⁺] จากสูตร

K_{_a}=

ค. ปฏิกิริยาที่เกิดระหว่าง กรดแก่กับเบสอ่อน
ถ้า กรดแก่เหลือ ให้หาความเข้มข้นของกรดแก่ที่เหลือ แล้วนำไปหา pH
ถ้า เบสอ่อนเหลือสารละลายจะเป็น บัฟเฟอร์เบส ให้หาค่า [OH^{^-}] จากสูตร

K_{_b} =

4. สารละลายบัฟเฟอร์
    เป็นสารละลายของกรดอ่อนกับเกลือของกรดอ่อน หรือ เบสอ่อนกับเกลือของเบสอ่อน เมื่อเติมกรดแก่หรือเบสแก่เพิ่มลงในสารละลายบัฟเฟอร์ จะพบว่า pH ของสารละลายเปลี่ยนแปลงน้อยมาก ตัวอย่างของบัฟเฟอร์ ได้แก่
    บัฟเฟอร์กรด      CH_₃COOH/CH_₃COONa_₁ HCOOH/HCOOK_₁HNO_₂/NaNO_₂ ฯลฯ
    บัฟเฟอร์เบส        NH_₃/NH_₄C_₁

5. การไทเทรตกรด - เบส
    เป็นเทคนิคที่ใช้ ในการหาปริมาณหรือความเข้มข้นของกรดหรือเบส โดยนำสารตัวอย่างมาทำปฏิกิริยากับ กรดแก่หรือเบสแก่ ที่ทราบความเข้มนข้นแน่นอน โดยสังเกตสีของอินดิเคเตอร์ที่เปลี่ยนไป เมื่อปฏิกิริยาเกิดจนถึงจุดสะเทิน
    การเลือกอินดิเคเตอร์สำหรับการไทเทรต
    อินดิเคเตอร์ที่เหมาะสมกับการไทเทรตนั้น จะต้องมีช่วง pH ของการเปลี่ยนสีคร่อม pH ที่จุดสะเทิน ของปฏิกิริยากรดเบสนั้น ๆ ตัวอย่างเช่น ถ้าต้องการหาความเข้มข้นของ NaOH จากการไทเทรตด้วยสารละลาย HCI ที่ทราบความเข้มข้นที่แน่นอน เนื่องจากทราบว่าที่จุดสะเทินจะเกิดเกลือ NaC1 ที่มี pH7 ดังนั้น จะต้องเติมอินดิเคเตอร์ที่มีการเปลี่ยนสีในช่วง pH ที่คร่อมค่า 7 ในการไทเทรต เช่น เติมไบรโมไทมอลบลู ที่มีช่วง pH ของการเปลี่ยนสีเป็น 6.0 - 7.6 โดยที่
    จุดสะเทิน หรือ จุดสมมูล คือตำแหน่งที่กรดและเบสทำปฏิกิริยากันพอดี ส่วน จุดยุติ คือตำแหน่งที่อินดิเคเตอร์เกิดการเปลี่ยนสีระหว่างการไทเทรต