สมดุลเคมี
สมดุลเคมี
สมดุลไอออนในสารละลาย
(Ionic
Equilibria in Aqueous Solution)
(ต่อ)
3 ปฏิกิริยาของกรด เบส (top)
ปฏิกิริยาของกรด เบส แบ่งได้เป็น 4 ชนิดคือ
กรดอ่อน (weak acid) คือกรดที่สามารถแตกตัวเป็นไอออนได้เพียงบางส่วน เช่น กรดอะซิติคในน้ำส้มสายชู (vinegar) ยาแอสไพริน (acetylsalicylic acid) ใช้บรรเทาอาการปวดศรีษะ saccharin เป็นสารเพิ่มความหวาน niacin (nicotinic acid) หรือ ไวตามินบี เป็นต้น ตัวอย่างปฏิกิริยาของสารละลายกรด CH3COOH ในส่วนผสมของน้ำส้มสายชูจะมีดังนี้ :
CH3COOH(aq)
+ H2O(1) 
H3O+(aq)
+ CH3COO-(aq) มีค่า Ka
เบสอ่อน (weak base) คือเบสที่สามารถแตกตัวเป็นไออนได้เพียงบางส่วน เช่น NH3 urea aniline เป็นต้น ตัวอย่างปฏิกิริยาของ ammonia มีดังนี้
NH3(aq)
+ H2O(aq) NH4+
(aq) + OH- (aq)
กรดแก่ (strong acid) คือกรดที่สามารถแตกตัวได้ 100% ในน้ำ เช่น HCl H2SO4 HN03 HBr HclO4 และ HI
เบสแก่ (weak base) คือกรดที่สามารถแตกตัวได้ 100% ในน้ำ เช่น Hydroxide ของธาตุหมู่ 1 และ 2 ( NaOH LiOH CsOH Ba(OH)2 Ca(OH)2 )
ตัวอย่าง monoprotic, polyprotic และ amphiprotic คืออะไร
ตัวอย่าง ความแรงของกรด เบส เป็นอย่างไร
ตัวอย่าง ปฏิกิริยาของกรด เบส และ เกลือ
4. สารละลายบัฟเฟอร์ (Buffer Solution) (top)
สารละลายบัฟเฟอร์คืออะไร
คือ สารละลายที่สามารถต้านทานการเปลี่ยนแปลงค่า pH ของสารละลายได้
คือ สารละลายที่ค่า pH จะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อนำไปทำให้เจือจางหรือเข้มข้นขึ้น
คือ สารละลายที่ประกอบไปด้วยกรดอ่อนกับเกลือของกรดอ่อนหรือเบสอ่อนกับเกลือของเบสอ่อน และสารในระบบจะไม่ทำปฏิกิริยากัน โดยที่กรดในระบบจะคอยทำปฏิกิริยากับเบสที่เติมลงไป และเบสในระบบจะคอยทำปฏิกิริยากับกรดที่เติมลงไป
ตัวอย่าง จงหา pH ของสารละลายที่ประกอบด้วย 0.10 M NH3 และ 0.20 M NH4Cl เมื่อ
Kb ของ NH3 เท่ากับ 1.8x10-5 ที่ 25oC
วิธีทำ สมดุลการแตกตัวของเบส :
ความเข้มข้น
(M) NH3(aq) + H2O(1) NH4+(aq)
+ OH-(aq)
........................เริ่มต้น ................0.10 .......................................0.20 ............0
........................เปลี่ยนแปลง ..........-x ..........................................+x ..............+x
........................ที่สมดุล ..................0.10-x ..................................0.20+x .......x
ค่าคงที่การแตกตัวของเบสอ่อน :
Kb = 
1.8
x 10-5 = 
ใช้วิธีประมาณว่า 0.20 + x ~ 0.20 และ 0.10 - x ~ 0.10 จะได้
= 1.8
x 10-5
...................................x
= [OH- ] = 1.8x10-5 x 
= 9.0
x 10-5
...............................pH = 14.00 - pOH = 14.00 + log[OH- ]
...............................14.00 + log (9.0 x 10-5) = 14.00 - 5.05 = 8.95
ถ้าเติมกรดปริมาณเล็กน้อยลงไปในสารละลายบัฟเฟอร์นี้ สมการที่เกิดขึ้นคือ NH3 + H+ = NH4+
ถ้าเติมเบสปริมาณเล็กน้อยลงไปในสารละลายบัฟเฟอร์นี้สมการที่เกิดขึ้นคือNH4++OH-= NH3+H2O
การเลือกใช้สารละลายบัฟเฟอร็ที่เหมาะสม
ตัวอย่าง ต้องการเตรียมสารละลายบัฟเฟอร์ที่มี pH คงที่ = 4.30 จะต้องเลือกใช้สารละลายบัฟเฟอร์จากขวดใดต่อไปนี้
ขวดที่ 1 HS04- / SO42- Ka = 1.2 x 10-2
ขวดที่ 2 HOAc / OAc- Ka = 1.8 x 10-5
ขวดที่ 3 HCN / CN- Ka = 4.0 x 10-10
วิธีทำ สารละลาย pH = 4.30 [H+] = 5.0 X 10-5 M
เลือกใช้ HOAc / OAc- เพราะมีค่า Ka ใกล้เคียงกับ [H+] = 5.0 X 10-5 M ที่คำนวณได้มากที่สุด
แต่จะต้องมีการปรับอัตราส่วนของกรด ต่อเบส
..............acid + H2O = H3O+ + conjugate base
เมื่อ H+ = 5.0 X 10 5 และ Ka = 1.8 x 10 -5 จะได้ [HOAc] / [OAc- ] = 2.8
อัตราส่วนนี้จะคงที่เสมอ ไม่ว่าจะเติมน้ำทำให้เจือจาง หรือใช้ปริมาตรเท่าไร
สมดุลไอออนใน สารละลาย 
