เนื้อหา - pirun.ku.ac.thpirun.ku.ac.th/~faasptt/files/gchem/gc56-11ionequi-bw.pdf ·...

สาขาเคม

คณะศลปศาสตรและวทยาศาสตรคณะศลปศาสตรและวทยาศาสตร

ม.เกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน

เนอหา1. สารละลายอเลคโตรไลท 6. อนดเคเตอร2. กรด-เบส

ความแรง7. การไทเทรต8. การแยกสลายดวยนา

การแตกตว3. การแตกตวของนา

9. สมดลไอออนของสารทละลายนาไดนอย

4. pH5 สารละลายบฟเฟอร

นาไดนอย10. สมดลของไอออนเชงซอน

5. สารละลายบฟเฟอร

2CHEMISTRY : KU‐KPS www.chem.flas.kps.ku.ac.th

สารละลายอเลคโทรไลตสารอเลกโทรไลต (Electrolyte) คอสารทละลายนาแลวแตกตวใ ไ ไ ใใหไอออนอสระหรอ สารไอออนกทอยในสภาพหลอมเหลวสามารถนาไฟฟาได สารละลายทไดเรยกวา สารละลายอเลกโทรไลต

1. strong electrolyte แตกตวไดมาก (≈100%)1. strong electrolyte แตกตวไดมาก ( 100%)กรดแก เบสแก เกลอไอออนกทละลายนา

2 weak electrolyte แตกตวไดนอย2. weak electrolyte แตกตวไดนอยกรดออน เบสออน

3 non electrol te ไมแตกตวไมนาไฟฟา3. non electrolyte ไมแตกตวไมนาไฟฟาSucrose, Glucose, glyceryn


ประเภทสารละลายอเลกโตรไลต

Strong

Strong acids HCl, HBr, HI, HNO3, HClO3, HClO4, H2SO4

Strong basesNaOH, KOH, LiOH, Ba(OH)2 , Ca(OH), g

ElectrolytesStrong bases

, , , ( )2 , ( ),etc.

Ionic salts NaCl, KBr, MgCl2 etc.

Weak Weak acids HF,CH3COOH, H2CO3, H3PO4 etc.

ElectrolytesWeak bases NH3 , NH4OH, C5H5N

NonNon-Electrolyte

Sucrose Fructose Glycerine Urea Alcohol Karosene


การแตกตวเปนไอออนในสารละลายนาอเลกโตรไลตแก แตกตว 100%

จะไมพบ NaCl ในสารละลายเนองจากแตกตวหมด*)()()( 2 aqClaqNaOHsNaCl −+ +→+

จ ไม บ aCl ในส รล ล ยเนอ จ แ ว มอเลกโตรไลตออน แตกตว << 100%

)(aqCOOHCH )()( HCOOCH+− +)(3 aqCOOHCH )()(3 aqHaqCOOCH +

1)]([

][]3[<<=

+−

COOHCHK eqHeqCOOCH

ยงคงพบ CH3COOH เนองจากแตกตวไปเพยงเลกนอย

)]([ 3 eqaqCOOHCH

สารประกอบไอออนกบางชนดเชน HgCl2 หรอ AgCl ละลายนาเพยงเลกนอยเพราะแรงดงดดระหวางไอออนบวกและไอออนลบในผลกมคาสง

และแรงระหวางขว (polar) ของโมเลกลนาไมเพยงพอCHEMISTRY : KU‐KPS www.chem.flas.kps.ku.ac.th

5

NaCl CH3COOHNaOH

NaCl→ Na+ Cl

NaOH→ Na+ OH

CH3COOH CH3COO + H+

]][[ HCOOCH +−

][

]][[

3

3

COOHCH

HCOOCHKa

+−

=

CHEMISTRY : KU‐KPS www.chem.flas.kps.ku.ac.th

6

ผลของแรงดงดดระหวางโมเลกล/ไอออน Non-electrolyte

แรงแวนเดอรวาลสระหวางตวถกละลายแรงแวนเดอรวาลสระหวางตวถกละลายกบตวทาละลายแรงแวนเดอรวาลสระหวางตวถกละลายกบตวทาละลาย

Electrolyte ไฟฟ ไ ( + -)แรงดงดดทางไฟฟาระหวางไอออน (q+q-)

แรงดงดดทางไฟฟาระหวางไอออนกบตวทาละลาย (q+δ และ q δ+)ถาความเขมขนของสารอเลกโทรไลตเพมขน การแตกตวจะลดลง


7

การแตกตวของสารไอออนกในสารละลายสารไอออนก ในสภาพของแขง

เมอเตมสารไอออนกลงในตวทาละลายมขว เกดแรงดงดดระหวางตวทาละลายและสารไอออนก แรงดงดดระหวางตวทาละลายและสารไอออนก ทาใหเกดการแตกตว โมเลกลของตวทาละลายจะปรบตวเองเพอใหเกดแรงดงดดสงสด (สารละลายจะเสถยรเพมขน)


8ตวทาละลายมขว (เชน นา)

นยามกรด-เบส ของ Arrheniusกรด : สารทละลายนาแลวให H+

HCl(aq) → H+(aq) + Cl-(aq) ใ เบส : สารทละลายนาแลวให OH-

KOH(aq) → K+(aq) + OH-(aq)q q qความแรงขนกบการแตกตวใหไอออน

ไ ไ ไ ไ ใ โ ไขอจากด สารทละลายนาไดไมได หรอไมม H+ หรอ OH- ในโมเลกลจะไมถกจดเปนกรด-เบสตามนยามน

+ NH3 + H2O → NH4+ + OH-

แอมโมเนยเปนเบส โดยเมอละลายนาจะดงโปรตอนออกจากนา ทาใหเกด OH-

(แต OH- ไมไดแตกมาจาก NH โดยตรง)9

(แต OH ไมไดแตกมาจาก NH3 โดยตรง)CHEMISTRY : KU‐KPS www.chem.flas.kps.ku.ac.th

นยามกรด-เบส ของ Brönsted-Lowryyกรด : สารทให H+ HA → A- + H+

เบส : สารทรบ H+ B + H+ → BH+

ในปฏกรยาสารจะมกรดและเบสอยดวยกน ในปฏกรยาสารจะมกรดและเบสอยดวยกน HA + B → BH+ + A-

ไสาหรบปฏกรยากรดเบสทมสมดล (ปฏกรยาเดนหนา-ยอนกลบได) จะมคกรด-เบส (conjugate acid-base pairs)

HA + B BH+ + A-กรด1 เบส1 กรด2 เบส2

• HA เปนคกรดของ A- และ A- เปนคเบสของ HA• BH+ เปนคกรดของ B และ B เปนคเบสของ BH+

10


คกรด-เบส (conjugate acid-base pairs) j g p

HF H O H O+ F-กรด1 ให H+ และ เหลอ เบส2

HF + H2O H3O+ + Fกรด1 เบส1 กรด2 เบส2

เบส1 รบ H+ และ ได กรด2

NH4+ + H2O NH3 + H3O+

กรด1 เบส1 เบส2 กรด2

HNO2 + H2O H3O+ + NO2-

2 2 3 2

NH H O NH + OHกรด1 เบส1 กรด2 เบส2

NH3 + H2O NH4+ + OH-

เบส1 กรด1 กรด2 เบส2


ขอสงเกตสารบางอยางอาจเปนไดทงกรดและเบส เรยกวา

amphoteric substance เชน H O NH HSO -amphoteric substance เชน H2O NH3 HSO4HCO3

–

ใ ปโ ไกรดและเบสอยในรปโมเลกลหรอไอออนกรดแก : คเบสเปนเบสออนมากเบสออนมาก : คกรดเปนกรดแกหากเปนกรดออนหรอเบสออนจะมคเปนเบสออนและกรดหากเปนกรดออนหรอเบสออนจะมคเปนเบสออนและกรดออนตามลาดบ


ความแรงของกรด-เบสตามนยามของ Brönsted-Lowry

กรดทแตกตวให H+ ด (100%) เปนกรดแกHCl + 2H O → H O+ + Cl- (เกด H O+ มาก)HCl + 2H2O → H3O + Cl (เกด H3O มาก)

กรดทแตกตวให H+ นอย (<<100%) เปนกรดออนCH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+

เบสทรบ H+ ได 100% เปนเบสแกF- + H2O → HF + OH- (เกด OH- มาก)

เบสทรบ H+ ไดนอย (<<100%) เปนเบสออนเบสทรบ H ไดนอย (<<100%) เปนเบสออนNH3 + H2O NH4

+ + OH-


นยามกรด-เบส ของ Lewise sกรด : สารทสามารถรบคอเลกตรอนเบส : สารทสามารถใหคอเลกตรอน

H+ + OH− → HOH


สารทเปนกรดตาม Lewisแคตไอออน : Na+ Be+ Mg 2 + Ag+

โมเลกลทอะตอมกลางมอเลคตรอนไมครบแปด : BF3 3มพนธะคกบอะตอมทมคา EN ตางกน : SO3

สารทเปนเบสตาม Lewisสารทเปนเบสตาม Lewisแอนไอออน ประจลบอะตอมกลางทมอเลคตรอนคโดดเดยว H Ö: :NHอะตอมกลางทมอเลคตรอนคโดดเดยว H2Ö: :NH3สาร hydrocarbon (CH) ทมพนธะคH C CH + 2HBr → H C CH + BrH2C=CH2 + 2HBr → H3C-CH3 + Br2


ความแรงของคกรด-เบสAcid Base Acid Base

HClH SO

Cl–HSO –

H2SH PO –

HS–

HPO 2–H2SO4HNO3H+

HSO4NO3

–

H2O

H2PO4NH4

+

HCO3–

HPO4NH3CO3

2–

HSO4–

H3PO4HF

SO42–

H2PO4–

F–

HPO42–

H2OHS–

PO43–

OH–

S2–

HC2H3O2H2CO3

C2H3O2–

HCO3–

SOH-

H2

SO2-

H-


ความแรงของกรดHydro acid

อโลหะคาบเดยวกนคา EN สงความแรงกรดเพม• PH3 < H2S < HCl3 2S Cl• NH3 < H2O < HF

อโลหะหมเดยวกนเลขอะตอมเพมความแรงกรดเพมอโลหะหมเดยวกนเลขอะตอมเพมความแรงกรดเพม• HF < HCl < HBr < HI


ความแรงของกรดOxo acid

อโลหะชนดเดยวกนเลขออกซเดชนเพมความแรงกรดเพม• HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4ClO ClO2 ClO3 ClO4

อโลหะตางกนคา EN เพมความแรงกรดเพม+1 +3 +5 +7

อโลหะตางกนคา EN เพมความแรงกรดเพม• HlO3 < HBrO3 < HClO3


ความแรงของเบสไฮดรอกไซดของโลหะ IA เปนเบสแก

ใ ขนาดใหญขน ความแรงเบสเพมKOH > NaOH

ไอออนลบอะตอมเดยวจานวนประจไอออนเพมความแรงเบสเพม :จานวนประจไอออนเพมความแรงเบสเพม :

N 3- > O2- > F-

คา EN เพมความแรงเบสเพมคา EN เพมความแรงเบสเพมO2- > S2-

ใ ในคาบเดยวกนคา EN ลดลง ความแรงเบสเพม :NH2- > OH- > F-


การแตกตวของกรด-เบสกรดแก-เบสแก แตกตว ≈100 %

KOH → K+ + OH-

1 mol ได 1 mol 1 mol เมอแตกตวแลวจะไมเหลอกรดแกหรอเบสแกอยใน

H2SO4 → 2H+ + SO42-

1 mol ได 2mol 1mol

กรดแกหรอเบสแกอยในสารละลายอก

1 mol ได 2mol 1molStrong Acids Strong Bases

HClO3 Group 1A-hydroxides

HB (LiOH N OH KOH t )HBr (LiOH, NaOH, KOH etc.)

HCl Group 2A-hydroxides

HI (Ca(OH)2, Sr(OH)2 etc.)

HNO3

HClO4

H SO

20

H2SO4


การแตกตวของกรด-เบสกรดออน-เบสออน แตกตวนอยกวา 100 % (ปฏกรยาผนกลบได)

เกดสมดลระหวางกรดหรอเบสกบไอออนทเกดจากการแตกตวCH3COOH(aq) + H2O(l) CH3COO- (aq)+ H3O+(aq)3 ( q) 2 ( ) 3 ( q) 3 ( q)

[ ][ ][ ]

[ ][ ][ ]COOHCH

COOCHOHK

COOHCHOH

COOCHOHK a

3333

][

−+−+

==

NH3(aq) + H2O(l) NH4+(aq) + OH-(aq)

[ ] [ ]COOHCHCOOHCHOH 332 ][

[ ][ ] [ ][ ]++

คกรด บส ( ชน CH COOH ล CH COO-) จ มสมบต

[ ][ ][ ]

[ ][ ][ ]3

4

32

4

][ NH

OHNHK

NHOH

OHNHK b

−+−+

==

คกรด-เบส (เชน CH3COOH และ CH3COO ) จะมสมบต Wba KKK =×


ความสามารถในการแตกตวการบอกความสามารถในการแตกตวของกรด/เบส

คาคงทการแตกตวของกด (Ka) (คามากเปนกรดทแรง)คาคงทการแตกตวของเบส (Kb) (คามากเปนเบสทแรง)b

ระดบขนการแตกตว (α )จานวนโมลทแตกตว

α = จานวนโมลทแตกตวจานวนโมลทงหมดตอนเรมตน

% การแตกตว = α x100


การแตกตวของกรดออนกรดโมโนโปรตก

กรด 1 โมเลกลแตกตวให H+ 1 ตวCH3COOH + H2O H3O++ CH3COO-CH3COOH + H2O H3O + CH3COO

[ ][ ]COOCHOHK 33

−+[ ][ ][ ]COOHCH

Ka3

33=

Ka = คาคงทการแตกตวของกรดacid dissociation constant


การแตกตวของกรดออนกรดโพลโปรตก 1 โมเลกลแตกตวให H+ > 1 ตวเชน H3PO4 H2CO3 H2S

H PO4 + H O H O++ H PO4- KH3PO4 + H2O H3O + H2PO4 K1

H2PO4- + H2O H3O++ HPO4

2- K2HPO 2- + H O H O++ PO 3- KHPO4

2 + H2O H3O++ PO43 K3

H3PO4 + 3H2O 3H3O++ PO43- Ka

Ka = K1 × K2 × K3

ความสามารถในการแตกตวให H+ ของกรดโพลโปรตกในครงตอ ๆ ไปจะลดลง K > K > K >

24

ลดลง K1 > K2 > K3 > …CHEMISTRY : KU‐KPS www.chem.flas.kps.ku.ac.th

การแตกตวของเบสออนNH3 + H2O NH4

++ OH-

[ ][ ]OHNH −+[ ][ ][ ]3

4

NH

OHNHKb

−+

= [ ]3

Kb = คาคงทการแตกตวของเบสKb คาคงทการแตกตวของเบสbase dissociation constant


% การแตกตวของกรด-เบสCH3COOH + H2O H3O++ CH3COO-

[ ][ ]3

3=+

COOHCH

OHα

[ ][ ] 100

3

3 ×=+

COOHCH

OH%การแตกตว

NH3 + H2O NH4++ OH-

[ ][ ][ ]

[ ]3

=−

NH

OHα

[ ][ ] 100

3

×=−

NH

OH%การแตกตว


ตวอยางสารละลายกรด HCN 0.02 M แตกตวให [H3O+] 1.2x10-5 M จงหา %การแตกตวHCN + H O H O++ CN-HCN + H2O H3O + CN

[ ] ( )[ ][ ]

( )( )02.0

102.1 53 ×

==−+

M

M

HCN

OHα [ ] ( )( )

( ) %06.0100020

102.1

0.05

=××

=−

M

M

CN

%การแตกตว ( )02.0 M


การคานวณเกยวกบ Ka และ Kba bจงหา [H+] ในสารละลาย CH3COOH เขมขน1.00 mol/L ท 25.0°C

5Ka = 1.8x10-5

CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO-

เรมตน 1.0 M 0 0ทสมดล (1.0- x M) x M x M

[ ][ ][ ]

( )( )( )x

xx

COOHCH

COOCHOHKa

33

01

−+

−== [ ] ( )

( )( ) ( )( )

xx

xCOOHCH

2

552

3

0108.1108.1

0.1−− =×−×+

( ) ( )( )

[ ]a

acbbx

33

5255

2

2

108.114108.1108.1

2

4

+

−−− ×−−×

±×−=−

±−=

28

[ ] MHMx 33 102.4102.4 −+− ×=→×=CHEMISTRY : KU‐KPS www.chem.flas.kps.ku.ac.th

[H+] มคานอยมากเมอเทยบกบความเขมขนเรมตน อาจตดคาใ ไ x ในเทอม 1.00-x ออกได

[ ][ ] ( )( )−+ COOCHOH[ ][ ][ ]

( )( )( )

( )( )0.13

33

−==

+

x

xx

COOHCH

COOCHOHKa

( )( )( )

1081

0.1

52

≈

−

xx

102.4

108.1

3

3

52

×=

×=− Mx

x

%42.0100102.4 3 =××= −%การแตกตว


ตวอยางสารละลายกรด HCN 0.02 M แตกตวให [H3O+] 4.0x10-3 M จงหา Ka

HCN + H O H O+ + CN-HCN + H2O H3O + CNเรม 0.02 NA 0.00 0.00สมดล 0 02 4 0x10-3 NA 4 0x10-3 4 0x10-3สมดล 0.02-4.0x10 NA 4.0x10 4.0x10

[ ][ ][ ] ( )

53 1016.80040020

004.0004.0 −−+

×=−×

==HCN

CNOHKa [ ] ( )004.002.0HCN


หากสารมการแตกตวนอยกวา 5% เมอเทยบกบความเขมขนเรมตน หรอ [HA]/Ka > 1000

ใหตดปรมาณการแตกตวได เชนCH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO-

เรมตน 2.5 - 0 0ทสมดล (2.5- x) - x x

≈ 2.5

[ ][ ][ ] 5.25.2

22

3

33 x

x

x

COOHCH

OHCOOCHK ≈

−==

+−

[ ]3


การแตกตวของนาSelf-ionization of Water

H2O H++ OH- หรอH O H O H O+ OH-H2O + H2O H3O++ OH

[ ][ ]−+ OHOHK 3[ ][ ]

[ ][ ][ ] −=

=

LmolOH

OHOHK

1

22

3

555 เปนคาคงท[ ][ ] [ ][ ]

[ ][ ]−+=

=

OHOHOHK

LmolOH

32

2

2 5.55 เปนคาคงท

K = คาคงทผลคณไอออนของนา = 1x1014 ท 25 °C[ ][ ]−+= OHOHKW 3

32

Kw = คาคงทผลคณไอออนของนา = 1x10 ท 25 CCHEMISTRY : KU‐KPS www.chem.flas.kps.ku.ac.th

การแตกตวของนาKw = [H3O+] [OH- ] = 1.0x10-14 (mol dm-3)2 ท 25°C

Kw = 2.95x10-14 (mol dm-3)2 ท 40°Cท 25 °C [H3O+] = [OH- ] = 1.0x10-7 mol dm-3

3

สารละลายกรด [H3O+] > 10-7 mol dm-3

[OH- ] < 10-7 l d -3[OH ] < 10 7 mol dm 3

สารละลายเบส [H3O+] < 10-7 mol dm-3

[OH- ] > 10-7 mol dm-3


pH Scalepความเปนกรดเบสกาหนดโดย [H+] หรอ [OH-]มาตรสวน pH (pH scale)

pH = - log [H3O+]p g [ 3 ][H3O+] = 10-pH

pOH = - log [OH-][OH-] = 10-pOH[OH ] = 10 p

นาบรสทธ [H3O+] = [OH- ] = 1.0x10-7 mol L-3

pH log (1 0x10-7 )pH = - log (1.0x10 7 )pH = 7 เปนกลาง


ความสมพนธ pH และ pOH p p[ ][ ] 101.1 14

3 ×== −−+ OHOHKW [ ][ ][ ]

1001

log14

3

3

×

−=−

+OHpH

W

[ ][ ]

100.1log

14

×−= −OH

[ ]14

log10log 14

−=−−= −−

pOHpH

OH

[H O+] > 10 -7 mol dm-3 pH < 7 เปนสารละลายกรด

14=+ pOHpH

[H3O ] > 10 mol dm pH < 7 เปนสารละลายกรด[H3O+] < 10-7 mol dm-3 pH > 7 เปนสารละลายเบส


การคานวณ pHpตวอยาง สารละลาย CO2 อมตว ม [H3O+] = 1.3x10 -4 mol dm-3 จงคานวณ pH ของสารละลาย

[ ][ ]( )103.1log

log4

3

×−=

−=−

+OHpH

( )

4110

10log43.1log

103.1log

+−=×

89.3

411.0

=+−=


การคานวณ pHpในสลล.ทมคา pH เทากบ 9.20 [H+] เปนเทาไหร

[ ]log +−= HpH [ ][ ][ ] )(til+

+ −=

HH

pHH

[ ])20.9(antilog

)(antilog+

−=−= pHH

10103.6 −×=


pH ของสารละลายกรดแกpกรดแกแตกตวได 100%

• HCl(aq) → H+(aq) + Cl-(aq)ปรมาณของ H+ จากการแตกตวทาใหสมดลของนาเลอนไป (การแตกตวลดลง)

• H2O(l) H+(aq) + OH-(aq)ปรมาณ [H+] รวมในสารละลายจะมาจากกรด(100%) และนา (x) ถาพจารณาสารละลายรวม 1 L

[ ] ไ [ ] [ ][ ][ ] [ ]( )xxHClOHHK

xHClH

+==

+=−+

+ อาจตดทงไดถาความเขมขนของHCl มคาปานกลางหรอมาก

[ ][ ] [ ]( )xxHClOHHKw +==


pH ของสารละลายกรดแกpสารละลาย 10-6 M HCl 1 L

[ ] [ ]( )6

+=+ xHClH

( )( )[ ]100.1100.1

100.1614

6

+×=×=

+×=−−

−

xxK

x

w ( )[ ]( ) ( )

1001

0100.1100.18

1462

×

=×−×+−

−− xx

w

[ ] [ ] ( ) ( )100.1100.1

100.186

8

×+×=+=

×=−−+ xHClH

x

( ) 61001.1log

1001.1 6

6

≈×−=

×=−

−

pH

M โดยทวไป H+ ทเกดจากการแตกตวของนาอาจตดทงได

39

( ) 61001.1log ×pH


แบบฝกหดจงคานวณ [H3O+] และ [OH-] ของสารละลายทม pH = 4.5 (antilog 0.5 = 3.2)

54]log[ + =OH5.055.055.4

3

3

10101010][

5.4]log[+−+−−+ ===

=−

OH

OH

จงหา [H O+] ของสารละลายทม pH = 4 455 102.316.310 −− ×=×=

จงหา [H3O ] ของสารละลายทม pH = 4.4(antilog 0.6 = 4 antilog 0.4 = 2.5)จงหา pH ของสารละลาย 0.01 M NaOH


สารละลายบฟเฟอร (Buffer solution)

สารละลายท pH ไมเปลยนแปลง(เปลยนแปลงนอยมาก)เมอเตมกรดแกหรอเบสแกลงไปเลกนอย

สารละลายบฟเฟอรเตรยมไดจากสารละลายบฟเฟอรเตรยมไดจากกรดออน+เกลอของกรดออนนน เชน

CH COOH CH COON • CH3COOH + CH3COONa • H3PO4 + NaH2PO4

เบสออน + เกลอของเบสออนนน เชน• NH3 + NH4Cl


สารละลายบฟเฟอรกรดกรดออน(HA)+เกลอของกรดออน(NaA)

HA + H2O A- + H3O+

NaA → Na+ + A-NaA → Na + Aทสมดล

[ ][ ]

HA NaA

[ ][ ][ ]

3−+

=HA

AOHK a

Na+ A-

H3O+ A-

HA[ ][ ] [ ]

][3 −+ =

A

HAKOH

HA

a

HA ทเหลอNa+ A-

[ ]][ A

จาก HA ทแตกตว จาก NaA และ HA ทแตกตว


สารละลายบฟเฟอรกรด

[ ] [ ]HAKOH + =[ ]

[ ] [ ]HAKOH

AKOH a

ll

][3

+

−=

[ ] [ ]

[ ]HA

AKOH a ][

loglog 3 −+ −=−

คา pH ของสลล เทากบ

[ ]

[ ]HA

A

HAK a ][

loglog −−−=

คา pH ของสลล. เทากบ [ ]A

HApKpH a ][

log −−=

หรอ[ ]HA

ApKpH a

][log

−

+= ความเขมขนกรดทเหลอจาก HA และ NaA ≈ [NaA]

43

[ ]คาคงทของกรดCHEMISTRY : KU‐KPS www.chem.flas.kps.ku.ac.th

ตวอยาง บฟเฟอรกรดคานวณ pH ของสารละลายทประกอบดวย 1.0 M CH3COOH 20 mL และ 1.0 M CH3COONa 40 mL (Ka =1.8x10-5)

MmLM

COOHCH 34.0200.1

][ 03 =×

= MmLM

COONaCH 67.0400.1

][ 03 =×

=

CH3COOH CH3COO- + H+

MmL

COOHCH 34.060

][ 03 MmL

COONaCH 67.060

][ 03

Ka=[CH3COO-][H+][CH3COOH]

0 34 x x x

CH3COONa → CH3COO- + Na+30.34‐x x x

0 67 0 67 0 67 0 670.67‐0.67 0.67 0.67

[H+]= Ka[CH3COOH][CH3COO-] pH= - log[H+][CH3COO ]

-log[H+] = -logKa -log[CH3COOH][CH3COO-] = -log(1.8x10-5)-log 0.34-x

0.67+x44

[ 3 ] 0.6หาก x นอย อาจใช x ≈0


สารละลายบฟเฟอรกรด

คา pH ของบฟเฟอรหาไดจากคา pH ของบฟเฟอรหาไดจาก

[ ]A

pKpH a

][log

−

+= [ ]d

saltpKpH a

][log+≈

• คอความเขมขนของเกลอหารดวยความเขมขนของกรด[ ][ ]salt

[ ]HApp a g [ ]acid

pp a g

คอความเขมขนของเกลอหารดวยความเขมขนของกรดเตมกรด (H+) : H+ + A- → HA

[ ]acid

เตมเบส (OH-): OH- + HA→ H2O + A-

• จะเปลยนเพยงเลกนอยทาให pH เปลยนแปลงไปเพยง[ ][ ]salt• จะเปลยนเพยงเลกนอยทาให pH เปลยนแปลงไปเพยง

เลกนอย(หรอมคาคงท) [ ]acid


ตวอยาง บฟเฟอรกรดจงคานวณ pH ของบฟเฟอร 0.4 M CH3COOH + 0.4 M CH3COONa (Ka =1.8x10-5)

][ COOHCH

][

][log

3

3−= −COOCH

COOHCHpKpH a

4.0

4.0log108.1log 5 −×−= −

525.0

010log8.1log 5

+−=

−−−= −

75.4 =


สารละลายบฟเฟอรเบสเบสออน(B)+เกลอของเบสออน(BH+)

B + H2O BH+ + OH-

BH(NO3) → BH+ + (NO3)-3 3ทสมดล [ ][ ]

[ ]−+

=B

OHBHKb [ ][ ] [ ]

][ +− =

BH

BKOH b

คาคงทของเบส

[ ]][

loglog +−−=BH

BKpOH b

ความเขมขนเบสทเหลอจาก B และ BH(NO3) ≈ [BH(NO3)]

[ ]][

logbase

saltpKpOH b +≈

47

][baseCHEMISTRY : KU‐KPS www.chem.flas.kps.ku.ac.th

ตวอยาง บฟเฟอรเบสจงคานวณ pH ของบฟเฟอรระหวาง 0.1 M NH3 400 cm3

และ 0.2 M NH4NO3 200 cm3 (Kb=1.8x10-5)ปรมาตรรวมของสารละลาย = 0.40 L + 0.20 L = 0.60 L

• M 067.0ml 600

ml400M1.0][ 3 =

×=NH

•][NH

M 067.0ml 600

ml200M2.0][ 34 =

×=NONH

0670

][

][log

34

3−=NONH

NHpKpOH b

075.4 067.0

067.0log108.1log 5

−=

−×−= −

4825.975.41414 =−=−= pOHpHCHEMISTRY : KU‐KPS www.chem.flas.kps.ku.ac.th

เตมนาในสารละลายบฟเฟอรCH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+

เมอเตมนา H2O OH- + H+

CH COO- H- CH COOH• CH3COO- +H- CH3COOH• CH3COOH+OH- CH3COO-+H2O

ไ ความเขมขนของไอออนตาง ๆ คงเดม pH จงคงท


เมอเตมกรดแกหรอเบสแกในบฟเฟอรตวอยาง สารละลายบฟเฟอร 1 ลตร ม CH3COOH 0.1 mol และ CH3COONa 0 .1 mol ม pH = pKa = 4.74

ถาเตม HCl 1.0M ปรมาตร 1 cm3 (=0.001mol)• CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+

• HCl → H+ + Cl- (แตกตว 100%)HCl → H + Cl (แตกตว 100%)• H+ + CH3COO- → CH3COOH

0.001 0.001 0.001หลงเตม HCl ความเขมขนของสารละลายจะเปลยนแปลง• CH COO- ลดลง 0 001 Mเทากบ 0 1-0 001 = 0 999 M• CH3COO ลดลง 0.001 Mเทากบ 0.1 0.001 = 0.999 M• CH3COOH เพม 0.001 M เทากบ 0.1+0.001= 0.101 M


• คา pH ใหมหลงจากเตม HCl เทากบ

][

][log 3−= −COOCH

COOHCHpKpH a

101.0log744

][ 3

−=

COOCH

009.074.4 099.0

log74.4

−=

=

731.4 =


ถาเตม NaOH 1.0M ปรมาตร 1 cm3 (=0.001mol)• CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+

• NaOH → Na+ + OH- (แตกตว 100%)• OH- + CH3COOH H2O + CH3COO-

0.001 0.001 0.001หลงเตมHCl ความเขมขนของสารละลายจะเปลยนแปลง

• CH3COO- เพม 0.001 Mเทากบ 0.1-0.001 = 0.999 M3• CH3COOH ลดลง0.001 M เทากบ 0.1+0.001= 0.101 M


• คา pH ใหมหลงจากเตม NaOH เทากบ

][

][log 3−= −COOCH

COOHCHpKpH a

1010

099.0log74.4

][ 3

−=

COOCH

009.074.4 101.0

g

+=749.4 =


การเตรยมสารละลายบฟเฟอรเลอกกรดหรอเบสทม pKa หรอ pKb เทากบ pH หรอ

pOH ทตองการและอยในชวง pKa ± 1 หรอ pKb ± 1 salt

KH][

l [ ]acidpKpH a

][log+=

salt ][

[ ]base

saltpKpOH b

][log+=

saltsalt ][][แกสมการเพอคานวณหา (อตราสวนระหวางกรดหรอเบสตอเกลอ)

[ ] [ ]base

salt

acid

salt ][,

][

( )[ ][ ]

[ ][ ] 1

10 ถง 101 อยในชวง

เกลอเบส หรอ

เกลอกรด

54

[ ] [ ] 110เกลอเกลอCHEMISTRY : KU‐KPS www.chem.flas.kps.ku.ac.th

ตวอยางการเตรยม สลล. บฟเฟอรเตรยมบฟเฟอรจากกรดออนโดยใหสารละลายม [H3O+] = 3.3x10-2 M ใ 3มกรดใหเลอก H3PO4, Ka = 7.5x10-3

HSO4-, Ka = 1.2x10-2

จากคา K เลอกใช HSO - และปรบอตราสวนระหวางกรดและเกลอจากคา Ka เลอกใช HSO4 และปรบอตราสวนระหวางกรดและเกลอ

[ ] ][

24324 +↔+

−

−+−

HSO

SOOHOHHSO

[ ][ ] 7521033][

][

][

2

24

43

×

=

−+−

−+

a

OHHSO

SO

HSOKOH

ตองใช HSO - จานวน 2 75 โมล ผสมกบเกลอ SO 2- จานวน 1 โมล

[ ]1

75.2

102.1

103.3

][

][2

324

4 =××

== −−aK

OH

SO

HSO

ตองใช HSO4 จานวน 2.75 โมล ผสมกบเกลอ SO42 จานวน 1 โมล


ตวอยางการเตรยม สลล. บฟเฟอรจงหาอตราสวนจานวนโมลของกรดอะซตก (CH3COOH) และโ ( ) ฟ ฟ โซเดยมอะซเตด (CH3COONa) เพอเตรยมบฟเฟอรทม pH = 5.7 (Ka = 1.8x10-5)

][ COOHCH

][

][

][log

3

3−= −

COOHCH

COOCH

COOHCHpKpH a

][l754

][

][log108.1log 5.7

3

3

35 −×−= −−

COOHCH

COOCH

COOHCH

95075754][

log

][

][log75.4

3

3

3

=−=

−= −

COOHCH

COOCH

91.810][

][

95.07.575.4][

log

95.03

3

==

==

−

−

COOCH

COOHCH

COOCH

จะตองมความเขมขนของ CH3COOH

56

][ 3−COOCH


มากกวา CH3COONa 8.91 เทา

Common Ion EffectCommon Ion: ไอออนทเกดจากตวถกละลายมากกวาหนงชนด

ไ จากกฎของ Le Châtelier สมดลจะเลอน(ไปทางซายหรอขวา)เมอสมดลถกรบกวน

)()()(

)()( )(

33

33

aqNaaqCOOCHaqCOONaCH

aqHaqCOOCHaqCOOHCH+−

+−

+

+

)()()(

)()( )( 33

HCOOCHCOOHCH

aqNaaqCOOCHaqCOONaCH

+

+Le Châtelier

Common Ion = CH3COO- โดย [CH3COO-] สงผลถง[H+] ทาใหคา ไ

)()( )( 33 aqHaqCOOCHaqCOOHCH +− +

pH เปลยนแปลงไป


Indicatorsสารอนทรยทมโครงสรางซบซอนและเปลยนสไดเมอ pH ของ

ป สารละลายเปลยนเมอ pH ของสลล.เปลยน ทาใหความเขมขนของ H+ เปลยน และ

ไ ป ( )สมดลไอออนของอนดเคเตอรเปลยน (เลอน)−+ +↔ InHHIn สจะขนกบชนด

[ ][ ]

+↔ InHHIn-

InHIn สของ สของ

สจะขนกบชนดของ indicator

[ ][ ][ ]

−+

=HIn

InHKIn [ ]

[ ]][

log −−=In

HInpKpH In

58

][In


การเปลยนสของอนดเคเตอรสของสารละลายขนกบ [ ]

][ −In

HIn

][In

−++ +⇒ InHHInH+−− +⇒

+⇒

OHHOHOH

InHHInH

2

[ ]HIn

−+ + InHHIn

[ ]

[ ]HI

HInIn

HIn สของ⇒≥− 10][

[ ] -InIn

HIn สของ⇒≤− 01.0][


Indicator pH Range Acid Base

Thymol Blue 1.2-2.8 red yellow

Methyl yellow 2.9-4.0 red yellow

Methyl orange 3.1-4.4 red orange

Bromphenol blue 3.0-4.6 yellow blue-violet

Bromcresol green 4 0 5 6 yellow blueBromcresol green 4.0-5.6 yellow blue

Methyl red 4.4-6.2 red yellow

Bromcresol purple 5.2-6.8 yellow purple

Chlorphenol red 5.4-6.8 yellow red

Bromphenol blue 6.2-7.6 yellow blue

Phenol red 6.4-8.0 yellow red

Cresol red 7.2-8.8 yellow red

Thymol blue 8 0 9 6 yellow blueThymol blue 8.0-9.6 yellow blue

Phenolphthalein 8.0-10.0 colorless red

Thymolphthalein 9.4-10.6 colorless blue

Diazo violet 10.1-12.0 yellow violet

Tropeolin O 11.0-13.0 yellow orange-brown

Nitramine 11.0-13.0 colorless orange-brown

Poirrier's blue 11.0-13.0 blue violet-pink

T i it b i id 12 0 13 4 l l d

60

Trinitrobenzoic acid 12.0-13.4 colorless orange-red


กระดาษลตมสชวง pH 5-8 (สแดง-นาเงน)

• ตากวา 5 สแดง• สงกวา 8 สนาเงน• ระหวาง 5-8 สผสมระหวางแดงและนาเงน

Kin = 10-7in

10][

][][ 7−−+

==HIn

InHKIN

ถา pH=5 ][

][

10

][7 −−

+

=In

HInH

][

][

][100

10

10][7

5

−−

−+

===In

HIn

K

H เหนสของ HIn(แดง)

61

][10 InKIn


การไทเทรต (Titration)Titrametric Analysis เปนการวเคราะหหาปรมาณสารหรอความเขมขน ของสารละลาย โดยการนาสารละลายทตองการวเคราะห(titrand) มาทาปฏกรยากบสารททตองการวเคราะห(titrand) มาทาปฏกรยากบสารททราบความ เขมขนทแนนนอน(titrant)

สารททราบความเขมขนทแนนอน เรยกวา สารละลายมาตรฐาน (Standard solution)

• Primary Standard ทราบความเขมขนทแนนอนจากการเตรยม• Secondary Standard ทราบความเขมขนทแนนอนจากการไทเทรต


การไทเทรตระหวางกรดกบเบสAcid-base titration

เมอกรดและเบสทาปฏกรยากนสมมลพอด เรยกปฏกรยาสะเทนระหวางกรดกบเบสระหวางกรดกบเบส

จดสมมล: จดทสาร 2 ชนดทาปฏกรยากนพอดจดยต: จดทสารละลายเปลยนส(เกดจากอนดเคเตอร)จดยต: จดทสารละลายเปลยนส(เกดจากอนดเคเตอร)

หา pH ของสารละลายระหวางการไทเทรตจาก1 การดสของอนดเคเตอร1. การดสของอนดเคเตอร2. การวดดวย pH meter3 Tit ti H ป ส3. Titration curve ระหวาง pH กบ ปรมาตรสาร4. การคานวณ


Titrationทจดสมมล

Mol Acid ≡ Mol Base[A] x VA = [B] x VBBase [B] = 0.5 M A B

[B], VB VB = 2.00 mlVB = 18.45 mlVB = 18.50 mlVB = 18.55 ml [A] x 20 ml = 0.5 M x 18.50 ml[A] = 0 5 M x 18 50 ml[A] = 0.5 M x 18.50 ml

20 ml [A] = 0.4625 M

Acid[A], VA VA = 20 ml[ ], A

IndicatorA


กราฟการไทเทรตกราฟแสดงความสมพนธระหวางสารทเตมและ pH ท

เปลยนไปกรดแก-เบสแก จดสมมล ≈ 7กรดแก เบสแก จดสมมล ≈ 7HCl + NaOH จดสมมล pH =7 (Bromthymol blue 6.8-7.6)กรดออน-เบสแก จดสมมล > 7 CH3COOH +NaOH จดสมมล pH = 9 (Phenolphthalein 8.3-10.0)กรดแก-เบสออน จดสมมล < 7 NH3 + HCl จดสมมล pH = 5 (Methyl red 4.2-6.3)กรดออน-เบสออน ไมมการเปลยนแปลง pH อยางรวดเรวเมอเขาใกลจดยต


กราฟการไทเทรตกรด/เบสแก14.013.0 NaOH-HOCl

NaOH CH COOH12.011.010.0

NaOH-CH3COOHNaOH-HCl

10.09.08.0

pH

Phenolphthalein

B th l7.06.05.0

pH Bromothymol blue

5.04.03.0

Bromocresolgreen

2.01.00.0

66

0.0

mL NaOH added0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0


การไทเทรตกรดออน/เบสแก


การไทเทรตกรดแก-เบสออน


การไทเทรตกรดโพลโปรตก -เบสแกกรดแตกตวไดมากกวาหนงครง0.1 M H3PO4 + 0.1 M NaOH

จดสมมลท 1 pH = 4.67Methyl orangeจดสมมลท 2 pH = 9.77Phenolphthalein(สลล. เปนบฟเฟอรจงเหนไมชด)

จดสมมลท 3 ใชวธนไมได


การคานวณความเขมขนของกรด-เบสตวอยาง ในการไทเทรต HCl 25 mL ทไมทราบความเขมขนดวย 0.5

ใ ไป M NaOH ทจดสมมล ใช NaOH ไป 30.5 mL NaOH มความเขมขนเทาใด

HCl + NaOH → H2O + NaClจากสมการ จานวนโมลของ HCl = จานวนโมลของ NaOH

NaOHNaOHHClHCl VMVM

NaOHmolHClmol

== )()(

0 5 M

HCl

NaOHNaOHHCl V

VMM =

0.5 M NaOH

M610mL 0.25

mL 5.30M 5.0 ×=HClM

HCl 25 mL


M61.0=

การคานวณความเขมขนของกรด-เบสตวอยาง ในการไทเทรต 0.1 M H2SO4 25 mL ดวย NaOH ทไมทราบ

ใ ไป ความเขมขน ทจดสมมล ใช NaOH ไป 22.5 mL NaOH มความเขมขนเทาใด

H2SO4 + 2NaOH → 2H2O + Na2SO4จากสมการ จานวนโมลของ HCl = ½ จานวนโมลของ NaOH

NaOHNaOHSOHSOH VMVM

NaOHmolSOHmol

4242

)()(

21

21

42

=

=

NaOH

NaOH

SOHSOHNaOH V

VMM 4242

2×=

NaOH

mL 22.4

mL 0.25M 1.02 ××=NaOHM0.1M

H2SO4

25 mL


M22.0=25 mL

การคานวณ pH ในการไทเทรตpตวอยาง จงคานวณ pH ของสลล. เมอหยด 0.10 M NaOH 49 cm3

ใ 3ลงใน 0.1 M HCl 50 cm3

NaOH → Na+ + OH-

Na+ + OH-

NaOH → Na + OHHCl → H+ + Cl-H+ + OH- → H2O (จากกรด-เบส)

H+ + Cl-H2O

Na+ Cl-

20.10 M NaOH 49 cm3 ม OH- เทากบ0.10 M HCl 50 cm3 ม H+ เทากบ

molLLmol 0049.0049.010.0 =×

molLLmol 0050.0050.010.0 =×

จะเหลอ H+ จากการทาปฏกรยา 0.0050-0.0049 = 0.0001 molปรมาตรรวมของสารละลาย = 49 + 50 = 99 cm3

00010 mol

3]log[

001.0099.0

0001.0][

=−=

==

+

+

HpH

ML

molH


การแยกสลายดวยนา (Hydrolysis)y yไอออนของเกลอของกรด/เบสออนทาใหนาเกดไฮโดรไลซส

ไ ไอออนเกลอกรดออน เปนเบสออนมาก เชน CH3COONa CH3COO– + H2O CH3COOH + OH–

Ka(CH3COOH) =1.80x10-5 Kb (CH3COO-) =5.56x10-10

ไอออนเกลอเบสออน เปนกรดออนมาก เชน NH4Cl 4NH4

+ + H2O NH4OH + H+

Kb(NH4OH) =1.78x10-5 Ka (NH4+) =5.62x10-10

b 4 a 4การแยกสลายนาดวยเกลอไดสารละลายเปนเบสหรอกรด พจารณาเมอไมม H3O+ หรอ OH– จากกรด/เบสในสารละลาย3

wba KKK =×สาหรบคกรด-เบส73CHEMISTRY : KU‐KPS

www.chem.flas.kps.ku.ac.th

ตวอยาง สารละลายทประกอบดวย CH3COOH และ CH3COONa

ป สมดลทเกดขนประกอบดวย)()( )(2 aqOHaqHlOH −+ + มผลนอย

)()( )()(

)()( )(

323

33

aqOHaqCOOHCHlOHaqCOOCH

aqCOOCHaqHaqCOOHCH−−

−+

++

+

]][[]][[ −−+ OHCOOHCHCOOCHH

Hydrolysis

][

]][[ ;

][

]][[ ];][[

3

3

3

3−

−+ ===COOCH

OHCOOHCHK

COOHCH

COOCHHKOHHK baw

CH3COOH CH3COO-

]][[

][

]][[

][

]][[

3

3

3

3ba

OHH

COOCH

OHCOOHCH

COOHCH

COOCHHKK

=

×=×

−+

−

−−+

]][[

wK

O

=

][

][][ 3

COOHCH

COOCHKOH b

−− =

74

][ 3COOHCH


ตวอยาง Ka ของกรดฟอรมกเทากบ 1.8x10-4 จงหาคา Kb ของฟอรเมตไไอออน

Ka (HCOOH))()( 32 aqOHaqHCOOOHHCOOH +− ++

=× KKK

Kb (HCOO-))()( )()( 32 aqOHaqHCOOHlOHaqHCOO +− ++

11-4

14-

105.6 1081

101.0

×=××

==

=×

−w

b

wba

K

KK

KKK

108.1 ×aK


การคานวณคา pHpคา pH ขนกบ [H3O+] และ [OH–]1. กรดแก/เบสแก แตกตว 100% (ได H3O+ หรอ OH–)2 เกลอไอออนก แตกตว 100% (ไดไอออนบวก/ลบ)2. เกลอไอออนก แตกตว 100% (ไดไอออนบวก/ลบ)3. ปฏกรยาสะเทนของ OH– หรอเบสออน กบ H3O+ หรอกรดออน4. การแตกตวของ กรดออน/เบสออน ทเหลอจากปฏกรยาสะเทน

(ได H3O+ หรอ OH– การแตกตวขนกบ K และไอออนของเกลอ)5. ในกรณทไมม H3O+ หรอ OH–

ใหพจารณาไฮโดรไลซสเนองจากไอออนของเกลอ(ตองใช Ka หรอ Kb โดยตองอาศย Kw=KaKb ของคกรดเบส)


ม H3O+ หรอ OH– จากกรดแกหรอเบสแก (100%) ]l []l [ idOHH +

กรดออนหรอเบสออน (ขนกบ K หรอ K )]log[]log[

]log[]log[ 3

baseOHpOH

acidOHpH

−=−=

−=−=−

+ถาม H3O+ หรอ OH‐ จากกรดหรอเบสจะไมคดการแตกตวของนา

กรดออนหรอเบสออน (ขนกบ Ka หรอ Kb) 22

3

][][][

]][[

acid

x

xacid

x

acid

AOHKa ≈==

−+

0][log acidKpH a−=

0

2

0

2

00

][][][

]][[

][][][

base

x

xbase

x

base

BOHK

acidxacidacid

b ≈−

==

−+−

0][log baseKpOH b−=

กรดออนหรอเบสออน + common ion (salt) ( ) 003

][

][

][

][

][

]][[

id

saltx

id

xsaltx

id

AOHKa ≈

+==

−+0

][

][loglog

salt

acidKpH a −−=

( )0

0

0

0

00

][

][

][

][

][

]][[

][][][

base

saltx

xbase

xsaltx

base

BOHK

acidxacidacid

b

a

≈−+

==

−+−

0

0

0

][

][loglog

][

salt

baseKpOH

salt

b −−=

77

00 ][][][


ปฏกรยาระหวางกรด-เบส• คานวณหาโมล H3O+ และ โมล OH– ทงหมด• คานวณหาโมล H3O+ หรอ โมล OH- ทเหลอ

หากเหลอ H3O+ หรอ OH– หา pH จาก [H3O+] หรอ [OH–]หากเหลอกรดออนหรอเบสออน คานวณหา pH จากสมดล [กรด] หากเหลอกรดออนหรอเบสออน คานวณหา pH จากสมดล [กรด] หรอ [เบส]หากไมเหลอกรดหรอเบส จงพจารณาการแตกตวของนาหากไมเหลอกรดหรอเบส จงพจารณาการแตกตวของนา

• A– + H2O AH + OH– (ไอออนเกลอจากกรดออน ไดเบส)BH+ + H O B + H O+ (ไอออนเกลอจากเบสออน ไดกรด)• BH+ + H2O B + H3O+ (ไอออนเกลอจากเบสออน ไดกรด)

– คา Ka หรอ Kb หาไดจากคกรดเบสของมน– พจารณาสมดลกรด-เบส เหมอนกรณกรดออน-เบสออน

78

พจารณาสมดลกรด เบส เหมอนกรณกรดออน เบสออน


ตวอยาง สารละลายกรดอะซตก CH3COOH 0.1 M แตกตว 1.3% ท 25°C จง

หาคา Ka ของกรดน3 100

][

][%

−

×=COOHCH

COOCHionization eq

033

03

10031100

][%][

][

−

×

×=

COOHCHionizationCOOCH

COOHCH

eq

3103.1100

10.03.1 −×=

×=

33 ][ ][ ][ +− HCOOCHCOOHCH

333

333

103110311031100)(

103.1 103.1 103.1- .

0 0 10.0 ).(

−−−

−−− ×+×+×

MCE

(M) Change

MConcInitial

333 103.1 103.1 103.110.0 ).( ×××−MConcEq.

( )( )

( )( )

5

23

3

233 107.1

10

103.1

103110

103.1

][

][][ −−

−

−−+

×=×

≈×−

×== eqeq

a COOHCH

COOCHHK

79

( ) ( )3 1.0103.11.0][ ×−eqCOOHCH


ตวอยาง จงหาความเขมขนของ H3O+ ในสารละลาย CH3COONa 0.075 M

)()( )()(

)()( )(

323

33

aqOHaqCOOHCHlOHaqCOOCH

aqCOOCHaqNaaqCOONaCH−−

−+

++

+

323

10-14-

105 9101.0

)(

×=×

==

=×

− KCOOCHK

KKK

w

wba CH3COOH และ CH3COO− เปนคกรดเบสกน

MCI iti l

OHCOOHCHCOOCH

000750)(

][ ][ ][ 33 − −

53

3 105.9 107.1

)( ×=×

== −COOH)(CHKCOOCHK

ab

xxxMConcEq.

xxx(M) Change

MConcInitial

0.075 ).(

- .

0 0 075.0 ).(

−++

( )( )x

x

COOCH

COOHCHOHK

eq

eqeqb

102

3

3 109.5075.0][

][][ −−

−

×=−

==

80Mxx 611102 106.6104.4)109.5)(075.0( −−− ×=×=×≈


ตวอยาง จงหาความเขมขนของ [H+] ในสารละลายซงประกอบดวย

( ) ( ) CH3COOH(aq) 0.099M 1 L และ CH3COONa(s) 0.097 mol)()( )( 33 aqCOOCHaqHaqCOOHCH −+ +

5

3

3 107.1]][[ −

+−

×==COOH] [CH

HCOOCHKa

( )Ch

MConcInitial

HCOOCHCOOHCH

0 0.097 099.0 ).(

][ ][ ][ 33+−

xxxMConcEq.

xxx(M) Change

0.097 0.099 ).(

- .

+−++

( )( )0970][][ −+ +COOCHH ( )( )( )

( )( ) ( )( ) 555

5

3

3

1071097.0107.1097.0107.1

107.1099.0

097.0

][

][][

−−−

−

×=×

≈+×

=

×=−

+==

xx

x

xx

COOHCH

COOCHHK

eq

eqeqa

81

( )( )

( )( ) 107.1

099.0099.0 ×=≈

−=

xx


ตวอยาง จงหาความเขมขนของ [H+] ในสารละลายซงประกอบดวย

( ) 3 ( ) CH3COOH(aq) 0.100M 500 cm3 และ CH3COO-(aq) 0.050M 200 cm3

)()( )( 33 aqCOOCHaqHaqCOOHCH −+ + )()()( 33 qqq

5

3

3 107.1]][[ −

+−

×==COOH] [CH

HCOOCHKa

( )( ) MLLCOOCH

MLLCOOHCH

LMol

LMol

0143.07.0/2.005.0]3[

0714.07.0/5.010.0][ 3

=×=

=×=−

(M)Ch

MConcInitial

HCOOCHCOOHCH

0 0.0143 0714.0 ).(

][ ][ ][ 33+−

xxxMConcEq.

xxx(M) Change

0.0143 0.0714 ).(

- .

+−++


][

][][

3

3×= −

+

COOCH

COOHCHKH a

( )[ ]

0143.0

0714.0107.1

][

5

3

+−

××= −

x

x

( ) [ ][ ]

074)104888l (

10488.80143.0

0714.0107.1

5

55 ×==××≈

−

−−

H

MSalt

AcidKa

07.4)10488.8log( 5 =×−=pH


สมดลของเกลอทละลายนาSalts: ionic compounds composed of positively charged

cations and negatively charged anions, with the neutral net charge.

ป ไเมอเกลอละลายนาจะแตกตวเปนไอออนAB2(s) A+(aq) + 2B-(aq)

ทสมดล ปรมาณเกลอ(s)และความเขมขนของไอออนในสารละลายจะคงท 2]][[ −+ BA

• K =solubility product constant

2]][[][

]][[ −+=⇒= BAKAB

BAK spc

• Ksp=solubility product constant


สมดลเกลอทละลายนาไดนอยเกลอทมคา Ksp ตาจะมความสามารถในการละลายนาไดนอย เชน

AgCl, BaSO4, Ag2SO4Ksp AgCl(s) 4x10-11; BaSO4 1.1x10-10; Ag2SO4 5x10-6

ไ (i d t)

)()( )( aqClaqAgsAgCl −+ +]][[ −+= ClAgQคาผลคณไอออน (ion product)

• ถา ปฏกรยาเดนหนา สารละลายไดเพมขน

spsp KQ <

]][[= ClAgQsp

• ถา ปฏกรยาอยทสมดล (อมตว)• ถา ปฏกรยายอนกลบ สารจะตกตะกอนspsp

spsp

KQ

KQ

>

=

ฏpp


สารมคา Ksp ตา จะตกตะกอนไดงายกวาส ร K ส ไ ร ไ สารมคา Ksp สง จะละลายไดมากกวาหรอตกตะกอนไดยาก

• Ksp BaSO4 = 1.1x10-10

• K CaSO = 1 1x10-5• Ksp CaSO4 = 1.1x10• CaSO4 ละลายนาไดมากกวา BaSO4• ถาในสารละลายม [Ba2+] = [Ca2+] เมอเตม SO4

-2 จะเกดตะกอนของ4BaSO4 กอน

Common Ion Effect

aqClaqNsNaCl

aqClaqAsAgCl

+→

+−+

−+

)()(a)(

)()(g )(

sp

KClAgAg

KClAgCl

aqClaqNsNaCl

>

+→

−++

−+−

]][[][

]][[ ][

)()(a )(

ไป ซส

เพมขน

86

spKClAgAg =]][[][ ลดลงจน าย อนไปทางซสมดลจะเลCHEMISTRY : KU‐KPS www.chem.flas.kps.ku.ac.th

ตวอยางAgCl มคา Ksp = 2.8x10-10 จงคานวณหาคาการละลายpของ AgCl

)()(g)( aqClaqAsAgCl −+ +

Ksp = [Ag+][Cl-] = 2.8x10-10

A Cl ไ l/

)()(g )( aqClaqAsAgCl +

AgCl ละลายได x mol/L• [Ag+] = [Cl-] = x• 2.8x10-10 = x2

• x = (2 8x10-10)1/2 = 1 67x10-5 mol/L• x = (2.8x10 ) = 1.67x10 mol/L


ตวอยางสารละลายม [Cu2+] 1.0×10-4 M ผสมกบ [Pb2+] 2.0×10–3 M ถาเตม I- จะเกดตะกอน C I หรอ PbIเกดตะกอน CuI2 หรอ PbI2

Ksp ของ CuI2 = 1.0 × 10-12

K ของ PbI = 8 0 × 10-9Ksp ของ PbI2 = 8.0 × 10และตองใชความเขมขนของ I- เทาไรจงจะทาใหเกดตะกอนพอด

Ksp ของ CuI2 ตากวา KspของPbI2 แตม [Cu2+] > [Pb2+] ดงนนCuI2 จงตกตะกอนกอนp p

22

22

]][[

)(2)( )(−+

−+

=

+

ICuQ

aqIaqCusCuI

sp

CuI2 จะตกตะกอนเมอ Qsp>Ksp

]][[Qsp

KICuQ 22 ]][[ −+ >=

Cu

KI

KICuQ

sp

spsp

84

12

22 100.1

100.1

100.1

][][

]][[

−−

−

+− ×=

××

=>

>

88MI 4100.1][ −− ×=


สมดลของไอออนเชงซอนการเกดไอออนเชงซอนชวยใหสารทละลายนาไดนอย สามารถละลายไ

ไดดขนเตม NH3 ในสารละลายอมตว AgCl

ClAA Cl −+ )()()(

(aq))Ag(NH aqNHA

aqClaqAsAgCl++

+

+

+

][ )((aq)g

)()(g )(

233

ลดลงสมดลเลอนทางขวาละลายมากขน จนกระทง

ไ spKClAsAgCl

A

=−+

+

]][g[ )(

]g[

ตวอยาง ไอออนเชงซอน(aq)Ag(CN) aqCNaqA 2 ][ )(2)(g + −−+

OHaqCoClClaqOHCo

aqOHZnaqOHaqZn

22

42

62

24

2

6)(][ 4)(])([

)(])([ )(4)(

++

+−−+

−−+

89

qq 2462 )(][)(])([


ขอใหโชคดแตกอนกลบ .... อกสกครง


90

1. สารพวกใดทเมอละลายในนาแลวไมแตกตวใหไอออน

ก) Strong Baseข) Strong Acidข) Strong Acidค) Non-electronlyteง) Ionic Saltจ) Weak Baseจ) Weak Base


2 H O ทาหนาทใดในปฏกรยา 2. H2O ทาหนาทใดในปฏกรยา HNO2 + H2O H3O+ + NO2

-

ก) กรดข) เบสข) เบสค) เกลอง) amphothericจ) ไมมคาตอบจ) ไมมคาตอบ


3 สารตวใดเปนคกรดเบสกบ HNO 3. สารตวใดเปนคกรดเบสกบ HNO2 HNO2 + H2O H3O+ + NO2

-

ก) HNO2ข) H Oข) H2Oค) H3O+

ง) NO2-

จ) ไมมคาตอบจ) ไมมคาตอบ


4 สลล NaOH 0 2 M จะมสารเคมหรอไอออนรวมก4. สลล. NaOH 0.2 M จะมสารเคมหรอไอออนรวมกชนด (ไมรวม H2O)

ก) 1 ชนด ข) 2 ชนดข) 2 ชนดค) 3 ชนดง) 4 ชนดจ) มากกวา 4 ชนดจ) มากกวา 4 ชนด


5 สลล CH COOH 0 2 M จะมสารเคมหรอไอออน5. สลล. CH3COOH 0.2 M จะมสารเคมหรอไอออนรวมกชนด (ไมรวม H2O)

ก) 1 ชนด ข) 2 ชนดข) 2 ชนดค) 3 ชนดง) 4 ชนดจ) มากกวา 4 ชนดจ) มากกวา 4 ชนด


6. คา Ka คออะไร

ก) คาคงทอตราการเกดปฏกรยาข) คาคงทสมดล ข) คาคงทสมดล ค) คาคงทอตราการสลายตวของสาร aง) คาคงทการแตกตวของกรดจ) ไมมคาตอบจ) ไมมคาตอบ


7. คกรดของเบส HCO3– คอ

ก) H2CO3ข) CO 2–ข) CO3ค) CO2ง) H2Oจ) HCO – ไมใชเบสจ) HCO3 ไมใชเบส


8 ตองเตมสารใดใน สลล CH COOH เพอใหได8. ตองเตมสารใดใน สลล. CH3COOH เพอใหไดบฟเฟอร

ก) NaClข) NaOHข) NaOHค) NH4Clง) CH3CH2OHจ) CH COONaจ) CH3COONa


9 ผสมสารละลาย NH Cl และ NH OH จะมสาร/9. ผสมสารละลาย NH4Cl และ NH4OH จะมสาร/ไอออนกชนดในนา อะไรบาง (ไมรวม H2O)

ก) 2ข) 3ข) 3ค) 4ง) 5จ) ไมสามารถระบไดจ) ไมสามารถระบได


10 การไทเทรตระหวางกรดออนกบเบสแก ทจดสมมล10. การไทเทรตระหวางกรดออนกบเบสแก ทจดสมมลจะม pH ประมาณเทาใด

ก) 0ข) 5ข) 5ค) 7ง) 9จ) ขนกบชนดของกรดและเบสจ) ขนกบชนดของกรดและเบส


เนื้อหา - pirun.ku.ac.thpirun.ku.ac.th/~faasptt/files/gchem/gc56-11ionequi-bw.pdf ·...

Documents