กรดเบส

 

 

 

 

 

สารละลายอิเล็กโทรไลต์

อิเล็กโทรไลต์(Electrolyte) หมายถึงสารที่เมื่อละลายในน้ำจะนำไฟฟ้าได้ เนื่องจากมีไอออนซึ่งอาจจะเป็นไอออนบวกหรือไอออนลบเคลื่อนที่อยู่ในสารละลาย สารละลายอิเล็กโทรไลต์นี้อาจเป็นสารละลายกรด เบส หรือเกลือก็ได้ ตัวอย่างเช่น สารละลายกรดเกลือ(HCl)สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์(NaOH)และสารละลายของเกลือ KNO3 เป็นต้น โดยในสารละลายดังกล่าวประกอบด้วยไอออน H+ , Cl ,OH , K+  และ NO3  ตามลำดับ

นอนอิเล็กโทรไลต์(Non-electrolyte)หมายถึงสารที่ไม่สามารถนำไฟฟ้าได้เมื่อละลายน้ำ ทั้งนี้ เนื่องจาก สารพวกนอนอิเล็กโทรไลต์ จะไม่สามารถแตกตัวเป็นไอออนได้ เช่น  น้ำบริสุทธิ์  น้ำตาล แอลกอฮอล์  เป็นต้น

อิเล็กโทรไลต์แก่และอิเล็กโทรไลต์อ่อน

          สารละลายอิเล็กโทรไลต์ต่างๆ นำไฟฟ้าได้ไม่เท่ากัน เนื่องจากการแตกตัวเป็นไอออนของอิเล็กโทรไลต์ไม่เท่ากัน อิเล็กโทรไลต์ที่แตกตัวเป็นไอออนได้มากกว่า ก็จะนำไฟฟ้าได้ดีกว่าอิเล็กโทรไลต์ที่แตกตัวเป็นไอออนได้น้อยกว่า อิเล็กโทรไลต์แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท ดังนี้

1.อิเล็กโทรไลต์แก่(strong electrolyte)หมายถึง สารที่ละลายน้ำแล้วแตกตัวเป็นไอออนได้มากอาจจะแตกตัวได้100% และนำไฟฟ้าได้ดีมาก เช่น กรดแก่ และเบสแก่ และเกลือส่วนใหญ่จะแตกตัวได้ 100%  เป็นต้น

2. อิเล็กโทรไลต์อ่อน (weak electrolyte)      หมายถึง สารที่ละลายน้ำแล้วแตกตัวได้บางส่วน นำไฟฟ้าได้น้อย

ตารางที่ 1 ตัวอย่างของอิเล็กโทรไลต์แก่ และอิเล็กโทรไลต์อ่อนบางชนิด

อิเล็กโทรไลต์แก่

(นำไฟฟ้าได้ดี)

อิเล็กโทรไลต์อ่อน

(นำไฟฟ้าได้ไม่ดี)

เกลือที่ละลายน้ำทั้งหมด

H2SO4

HNO3

HCl

HBr

HClO4

NaOH

KOH

Ca(OH)2

Ba(OH)2

CH3COOH

H2CO3

HNO2

H2SO3

H2S

H2C2O4

H3BO3

HClO

NH4OH

HF

1.1 การทดสอบการนำไฟฟ้าของสารละลาย

          สารละลายที่นำไฟฟ้า ได้แก่ สารละลายของกรด เบส และเกลือ อุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลอง ประกอบด้วยขั้วไฟฟ้า 2 ขั้ว ต่อเข้ากับแหล่งให้พลังงานไฟฟ้า (ให้ศักย์ไฟฟ้า) หลอดไฟ และสวิตซ์ให้ครบวงจร

1.2 การทดสอบสมบัติอื่นๆ ของสารละลาย

          1. การทดสอบความเป็นกรด-เบส จากการเปลี่ยนสีของกระดาษลิตมัส

<!–[if !supportLists]–>·     <!–[endif]–>ถ้าสารละลายเป็นกรด         จะเปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากน้ำเงินเป็นแดง

<!–[if !supportLists]–>·     <!–[endif]–>ถ้าสารละลายเป็นเบส          จะเปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากแดงเป็นน้ำเงิน

<!–[if !supportLists]–>·     <!–[endif]–>ถ้าสารละลายเป็นเกลือ        จะเปลี่ยนหรือ ไม่เปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสก็ได้

          นอกจากการใช้กระดาษลิตมัส อาจจะใช้อินดิเคเตอร์อื่นๆ เช่น เมทิลเรด ฟีนอล์ฟทาลีน ก็ได้

2. การทดสอบปฏิกิริยาของกรดและปฏิกิริยาของเบส

          ปฏิกิริยาของกรด

                   ก. ทำปฏิกิริยากับโลหะ จะได้ก๊าซไฮโดรเจน  เช่น

                             HCl(aq)  +  Ca (s)  ®  CaCl2 (aq)  +  H2 (g)

                             H2SO4 (aq)  +  Mg (g)  ®  MgSO4 (aq) + H2 (g)

                   ข. ทำปฏิกิริยากับโลหะออกไซด์ ได้เกลือกับน้ำ

                             2HCl (aq)  +  Na2O (s) ®  2NaCl (aq)  +  H2O (l)

                             H2SO4 (aq)  +  MgO (g)  ®  MgSO4 (aq) + H2O (l)

ค. ทำปฏิกิริยากับคาร์บอเนตได้ก๊าซ CO2 น้ำ และเกลือ

                             2HCl (aq)  +  NaCO3 (aq) ® 2NaCl  +  H2O  +  CO2

                             HCl (aq)  +  NaHCO3 (aq) ® NaCl  +  H2O  +  CO2

                   ง. ทำปฏิกิริยากับเบสได้เกลือกับน้ำ

                             2HCl (aq)  +  NaOH (aq) ®  NaCl (aq) + H2O (l)

                             CH3COOH (aq) + NaOH (aq) ® CH3COONa (aq) + H2O (l)

ปฏิกิริยาของเบส

                   ก. ทำปฏิกิริยากับโลหะบางชนิด ให้ก๊าซไฮโดรเจน

                             2NaOH (aq)  +  Zn (s)  ®  Na2ZnO2 (aq)  + H2 (g)

                             6KOH (aq) + 2Al (s)  ® 2K3AlO3 (aq) + 3H2 (g)

                   ข. ทำปฏิกิริยากับเกลือ ได้เป็นเกลือไฮดรอกไซด์ของโลหะที่ไม่ละลายน้ำ

                             2NaOH (aq) + MnCl2 (aq) ® Mn(OH)2 (s) + 2NaCl (aq)

                             2KOH (aq) + CuSO4 (aq) ® Cu(OH)2 (s) + K2SO4 (aq)

                   ค. ทำปฏิกิริยากับเกลือแอมโมเนียม  เช่น NH4Cl  ได้ก๊าซ NH3 (g)

                             NaOH (aq) + NH4Cl (aq)  ®  NaCl (aq) + H2O (l) + NH3 (g)

                             KOH (aq) + NH4Cl (aq)  ®  KCl (aq) + H2O (l) + NH3 (g)

                   ง. ทำปฏิกิริยากับกรดได้เกลือกับน้ำ

2 สารละลายกรดและสารละลายเบส

          จากการศึกษาสมบัติของสารละลาย พบว่า สารละลายกรดและสารละลายเบส เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ นำไฟฟ้าได้ เปลี่ยนสีกระดาษลิตมัส ทำปฏิกิริยากับโลหะและเกลือ กรดและเบสสามารถแตกตัวเป็นไอออน เมื่อเป็นสารละลาย เราจะศึกษาต่อไปถึงไอออนในสารละลายกรดและเบส ซึ่งทำให้สารละลายแสดงสมบัติเฉพาะตัวดังกล่าว

          2.1 ไอออนในสารละลายกรด

ในสารละลายกรดทุกชนิด จะมีไอออนที่เหมือนกันอยู่ส่วนหนึ่งคือ H+ หรือ เมื่อรวมกับน้ำได้เป็น H3O+ (ไฮโดรเนียมไอออน)  ทำให้กรดมีสมบัติเหมือนกัน ตัวอย่างเช่น สารละลายกรดไฮโดรคลอริก (HCl) ซึ่งเกิดจากกรด HCl ละลายในน้ำ โมเลกุลของ HCl  และ น้ำต่างก็เป็นโมเลกุลโคเวเลนต์มีขั้ว ทำให้เกิดแรงดึงดูดระหว่างขั้วของ HCl และน้ำ โดยที่โปรตอน (H) ของ HCl ถูกดึงดูดโดยโมเลกุลของน้ำ

เกิดเป็นไฮโดรเนียมไอออน (H+ + H2O ® H3O+)  ในบางครั้งเขียนแทน H3O+ ด้วย H+ โดยเป็นที่เข้าใจว่า H+ นั้นจะอยู่รวมกับโมเลกุลของน้ำในรูป H3O+ เสมอ

ตัวอย่าง สมการแสดงการแตกตัวเป็นไอออนของกรดในน้ำ

          HNO3 (l)  +  H2O (l)   ®  H3O+ (aq)  +   NO3 (aq)

          H2SO4 (l)  +  H2O (l)  ®  H3O+ (aq)  +   SO42- (aq)

          CH3COOH (l)  +  H2O (l) ®  H3O+ (aq)  +  CH3COO (aq)

          HClO4 (l)   +   H2O (l)    ®   H3O+ (aq)  +  ClO4 (aq)

2.2 ไอออนในสารละลายเบส
ในสารละลายเบสทุกชนิดจะมีไอออนที่เหมือนกันอยู่คือ ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH) ซึ่งทำให้เบสมีสมบัติเหมือนกัน และมีสมบัติต่างไปจากกรด ตัวอย่างเช่น เมื่อ NaOH ละลายน้ำจะแตกตัวได้ OH ดังนี้

NH3 (g)  +  H2O (l)  ®   NH4+ (aq)   +  OH (aq)

          สรุปสมบัติทั่วๆ ไปของสารละลายกรด

          1. มีรสเปรี้ยว

          2. มีสมบัติในการกัดได้

          3. เปลี่ยนสีอินดิเคเตอร์ เช่น กระดาษลิตมัสจากน้ำเงินเป็นแดง

          4. นำไฟฟ้าได้

          5. ทำปฏิกิริยากับแมกนีเซียม หรือโลหะบางชนิดได้ก๊าซ H2

                   Mg (s)  +  HCl (aq)  ®  MgCl2 (aq) + H2 (g)

          6. ทำปฏิกิริยากับเบส ได้เกลือกับน้ำ  เรียกว่า ปฏิกิริยาสะเทิน (Neutralization reaction) เช่น

                   NaOH  +  HCl  ®  NaCl + H2O

          7. ทำปฏิกิริยากับเกลือคาร์บอเนต (CO32-) หรือเกลือไฮโดรเจนคาร์บอเนต (HCO3) จะได้ เกลือ + น้ำ  + ก๊าซคาร์บอนไดซ์ออกไซด์  เช่น

                   CaCO3  +  2HCl  ®  CaCl2  + H2O  +  CO2

                   2NaHCO3  +  H2SO4  ®  Na2SO4  +  2H2O  +  2CO2

          8. ทำปฏิกิริยากับโลหะซัลไฟด์จะได้เกลือและก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ (ก๊าซไข่เน่า)  เช่น

                   FeS  +  2HCl   ®  FeCl2  +  H2S

                   BaS  +  H2SO4  ®  BaSO4 (s)  ®  H2S

          สรุปสมบัติทั่วๆ ไปของสารละลายเบส

          1. มีรสฝาด

          2. ถูกมือลื่นคล้ายสบู่

          3. นำไฟฟ้าได้

          4. ผสมกับไขมันได้สบู่

          5. เปลี่ยนสีอินดิเคเตอร์ เช่น กระดาษลิตมัสจากสีแดงเป็นสีน้ำเงิน ฟินอล์ฟทาลีนจากไม่มีสีเป็นสีแดง  เป็นต้น

2.3. ประโยชน์ของสารละลายกรดและเบสในชีวิตประจำวัน

          สารละลายกรดและเบสมีบทบาทที่สำคัญในชีวิตประจำวัน ทั้งมีอยู่ในธรรมชาติและที่สังเคราะห์ขึ้นใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ เช่น ในด้านอาหาร อุตสาหกรรม การแพทย์ ตัวอย่างเช่น น้ำส้มสายชู น้ำส้ม น้ำมะนาว เหล่านี้ล้วนเป็นสารละลายกรด น้ำส้มสายชู ประกอบด้วยกรดแอซิติก น้ำส้มและน้ำมะนาวประกอบด้วยกรดซิตริก นอกจากนั้น ก็มีกรดคาร์บอนิกในน้ำโซดา กรดซัลฟิวริกในสารละลายที่อยู่ในแบตเตอรี่ สารละลายเบสที่คุ้นเคยในชีวิตประจำวันได้แก่ โซดาทำขนม (Na2CO3) เมื่อละลายในน้ำจะเป็นเบสมิลด์ออฟแมกนีเซียมหรือ Mg(OH)2 ใช้เป็นยารักษาโรคในกระเพาะอาหาร เป็นต้น

Posted on มิถุนายน 20, 2012, in เคมี ม.6. Bookmark the permalink. ใส่ความเห็น.

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s

%d bloggers like this: