15.2 การไทเทรตกรด-เบส(Acid-base titration)การไทเทรตกรด- เบส หมายถง กระบวนการหาปรมาณสาร โดยวธใชสารละลายมาตรฐานททราบคาความเขม

ขนทแนนอน ใหทำาปฏกรยากบสารตวอยาง โดยอาศยหลกการเกดปฏกรยาระหวางสารละลายกรดและเบสทเขาทำา ปฏกรยากนพอด ทำาใหคำานวณหาความเขมขนหรอปรมาณของสารตวอยางดงกลาวได

วธการไทเทรตกรด- เบส คอ นำาสารละลายกรดหรอเบสตวอยางทตองการวเคราะหหาปรมาณ มาทำาการ ไทเทรตกบสารละลายเบสหรอกรดมาตรฐานททราบคาความเขมขนทแนนอน กลาวคอ ถาสารละลายตวอยางเปน

สารละลายกรด กตองใชสารละลายมาตรฐานเปนเบส นำามาทำาการไทเทรต แลวบนทกปรมาตรของสารละลายมาตรฐานท ใชในการทำาปฏกรยาพอดกน จากนนนำาไปคำานวณหาปรมาณของสารตวอยางตอไป หรอทางตรงกนขาม ถาใช

สารละลายตวอยางเปนเบส กตองใชสารละลายมาตรฐานเปนกรด

ตวอยางเชน การหาคาสารละลายกรด HCl วามความเขมขนเทาใดเราอาจใชสารละลายมาตรฐาน NaOH เขมขน 0.100 โมล/ ลตร มาทำาการไทเทรตกบสารละลาย HCl ตวอยาง จำานวนหนง (อาจจะ

เปน 50 cm3 ) เมอทราบปรมาตรของ NaOH ทใชในการทำาปฏกรยาพอดกบ HCl จำานวน 50 cm3 นโดยอนดเคเตอรเปนตวบอกจดยต แลวเรากสามารถคำานวณหาความเขมขนของกรด HCl ได สารละลายมาตรฐาน ททราบความเขมขนแนนอน บรรจอยในเครองแกวทเรยกวา บวเรตต ซงจะมกอกไขปด-

เปดเพอหยดสารละลายมาตรฐานมายงขวดรปกรวยทบรรจสารละลายตวอยางทตองการวเคราะห ในการไทเทรต คอยๆ หยดสารละลายมาตรฐานลงมาทำาปฏกรยากบสารตวอยางในขวดรปกรวย เขยาหรอหมนขวดรปกรวยเพอใหสารผสม

กนพอด ไทเรตจนกระทงอนดเคเตอรเปลยนสกหยดไทเทรต แลวบนทกปรมาตรสารละลายมาตรฐานทใช เพอนำาไป

คำานวณหาpH สารละลายตอไป

เครองแกวเชงปรมาตร ทใชในการถายเทของเหลวตวอยาง ลงในขวดรปกรวยจะใชเครองแกวทสามารถ อาน

ปรมาตรไดคาทละเอยด และมคาถกตองมากทสด นนคอจะใช ปเปตต ( จะไมใชกระบอกตวงเพราะใหคาทไมละเอยด และ

ความถกตองนอย) ซงมขนาดตางๆ ใหเลอกใช เชน ขนาด 1 cm3 , 5, 10, 25, 50 cm3 เปนตน วธใชปเปตตจะใชลกยางชวยในการดดสารละลาย โดยในตอนแรก บบอากาศออกจากลกยาง ทอยปลายบนของ

รปท 15.1 การไทเทรตกรด-เบส

บวเรตต

ขวดรปกรวย

ปเปตต แลวจมปลายปเปตต ลงในสารละลายทตองการปเปตต แลวคอยๆ ปลอยลกยาง สารละลายจะถกดดขนมาใน ปเปตต เมอสารละลายอยเหนอขดบอกปรมาตร ดงลกยางออก รบใชน วชกดทปลายปเปตตคอยๆ ปลอยสารละลาย

ออกจนถงขดบอกปรมาตรบน จากนนกปลอยสารละลาย ออกจากปเปตตสขวดรปกรวยจนหมด

รปท15.2 แสดงการใชปเปตต

รปท15.3 แสดงการใชบวเรตต

15.2.1 ปฏกรยาในการไทเทรตกรด-เบส ปฏกรยา ทเกยวของ ในการไทเทรตกรด- เบสตางๆ ไดแก

1.ปฏกรยาระหวางกรดแกกบเบสแก2.ปฏกรยาระหวางกรดแกกบเบสออน3.ปฏกรยาระหวางกรดออนกบเบสแก

สำาหรบปฏกรยาระหวางกรดออนกบเบสออนไมนยมนำามาใชในการไทเทรตกรด- เบส เพราะทจดสมมล หรอจด ทกรดและเบสทำาปฏกรยาพอดกน สงเกตการเปลยนแปลงไดไมชดเจน

ปฏกรยาระหวางกรด- เบส เขยนแทนดวยสมการ

H+ (aq) + OH- (aq) H2O (l)

จดสมมล (Equivalence point)

ในการไทเทรตกรด- เบส จดทกรดและเบสทำาปฏกรยากนพอด หรอ จดท H3O+ ไอออนหรอ H+ ทำา

ปฏกรยาพอดกบOH- ไอออน ดวยจำานวนโมลทเทากน เรยกวา จดสมมล

ถาใชพเอชมเตอร วดหาคา pH ณ จดสมมลจะพบวา จดสมมลของปฏกรยาระหวางกรด- เบส แตละ

ปฏกรยาหรอแตละคจะม pH ทจดสมมลแตกตางกน ขนอยกบชนดของกรดและเบสทเขาทำาปฏกรยากน แตสามารถ ระบอยางคราวๆ ได ดงน

ถาเปนการไทเทรตระหวางกรดแกกบเบสแก pH ของสารละลาย ณ จดสมมลประมาณ 7 ถาเปนการไทเทรตระหวางกรดออนกบเบสแก pH ของสารละลาย ณ จดสมมลจะมากกวา 7 ถาเปนการไทเทรตระหวางกรดแกกบเบสออน pH ของสารละลาย ณ จดสมมลจะนอยกวา 7

จดยต (End point) การทจะทราบวา ปฏกรยาการไทเทรตถงจดสมมลหรอยงนน จะตองมวธการทจะหาจดสมมล วธการหนงคอ

การใชอนดเคเตอร โดยอนดเคเตอรจะตองเปลยนสทจดทพอดหรอใกลเคยงกบจดสมมล นนคอ จดทอนดเคเตอร เปลยนส จะเรยกวา จดยต ดงนน จงตองเลอกอนดเคเตอรใหเหมาะสมทจะใหเหนการเปลยนสทจดสมมลพอด ถา

เลอกใชอนดเคเตอรไมเหมาะสม จะทำาใหเกด ความคลาดเคลอนของการไทเทรต (titration error) ซง เกดจากการทมความแตกตางระหวางจดสมมลและจดยตของการไทเทรต กลาวคอ จดสมมลและจดยต ไมไดอยในชวง

pH เดยวกน ทำาใหเกดการเปลยนสของอนดเคเตอรกอนหรอหลงจดสมมล

15.2.2 การคำานวณเกยวกบการไทเทรตกรด-เบส การคำานวณเกยวกบการไทเทรต จะเกยวของกบการคำานวณตอไปน

1.การคำานวณความเขมขนของกรดหรอเบสทเขาทำาปฏกรยากนพอดปรมาณของกรดหรอเบสจะคำานวณไดจากปรมาณสมพนธในสมการของปฏกรยาระหวางกรดและเบส

m กรด + n เบส p เกลอ + q นำาจากปฏกรยาอตราสวนระหวางกรดและเบสเปนดงน

งเบสจำานวนโมลของกรดจำานวนโมลขอ = n

m หรอ

MaVa = nm (MbVb)

เมอ

Ma , Mb คอ ความเขมขนเปน โมล/ลตร ของกรดและเบส ตามลำาดบ

Va , Vb คอ ปรมาตรเปน ลตร ของสารละลายกรดและเบส ตามลำาดบ

m , n คอ จำานวนโมลของกรดและเบส ตามลำาดบ

ตวอยางท 14 สารละลาย H2SO4 ตวอยางจำานวน 20 cm3 นำามาไทเทรตกบสารละลาย NaOH ปรากฏวาตองใชสารละลาย NaOH 0.1 M (โมล/ลตร) จำานวน 30 cm3 จงหาความเขมขนของ

สารละลายH2SO4 ตวอยางน (H =1, S=32, O = 16, Na = 23)วธทำา

2NaOH (aq) + H2SO4 (aq) ® Na2SO4 (aq) + 2H2O (l)

0.1 โมล/ ลตร จำานวน 30 cm3 หมายความวา สารละลาย 1000 cm3 จะมเนอ NaOH = 0.1 โมล สารละลาย 30 cm3 จะมเนอ NaOH = 1000

30x1.0 โมล = 0.003 โมล

จากสมการ NaOH 2 โมล ทำาปฏกรยาพอดกบH2SO4 = 1 โมล ถาสารละลาย NaOH 0.003 โมล ทำาปฏกรยาพอดกบ H2SO4 =

21x003.0 โมล

= 0.0015 โมล ดงนน สารละลาย 20 cm3 จะมเนอ H2SO4 = 0.0015 โมล

สารละลาย 1000 cm3 จะมเนอH2SO4 = 201000x0015.0 โมล

= 0.075 โมล/ลตร ความเขมขนของสารละลาย H2SO4 ตวอยางน = 0.075 โมล/ลตร

หรอจะคำานวณโดยการใชสตร ดงน

MaVa = nm (MbVb)

M 42SOH x 100020 = 2

1 (0.1 x 100030 )

M 42SOH = 21 x 0.1 x 20

30 = 0.075 โมล/ลตรMa , Mb คอ ความเขมขนเปนโมล/ ลตรของกรดและเบส ตามลำาดบ

Va , Vb คอ ปรมาตรเปนลตรของสารละลายกรดและเบส ตามลำาดบ

m , n คอ จำานวนโมลของกรดและเบส ตามลำาดบ

ตวอยางท 15 จงหาวาตองใชสารละลาย NaOH 0.1 โมล/ ลตร กลกบาศกเซนตเมตรในการไทเทรต สารละลายตอไปน จงจะถงจดยต

ก. สารละลายHCl 0.09 โมล/ ลตร จำานวน 25 cm3

ข. สารละลาย CH3COOH 0.24 โมล/ ลตร จำานวน 15 cm3

ค. สารละลาย H2SO4 0.04 โมล/ ลตร จำานวน 50 cm3วธทำา

ก. ปฏกรยาการไทเทรตเปนดงนNaOH (aq) + HCl (aq) ® NaCl (aq) + H2O (l)

จากปฏกรยาจำานวนโมลของกรดและเบสทำาปฏกรยากนพอดดวยอตราสวน 1 : 1งเบสจำานวนโมลของกรดจำานวนโมลขอ = 1

1

นนคอ จำานวนโมลของกรด = จำานวนโมลของเบสMaVa = MbVb0.09 x 25 = 0.1 x Vb Vb = 22.5 cm3

ดงนน ในการไทเทรตนใชสารละลาย NaOH 22.5 cm3

ข. ปฏกรยาการไทเทรตเปนดงนNaOH (aq) + CH3COOH (aq) ® CH3COONa (aq)

+ H2O (l)จากปฏกรยา

งเบสจำานวนโมลของกรดจำานวนโมลขอ = 1

1

นนคอ จำานวนโมลของกรด = จำานวนโมลของเบสMaVa = MbVb0.24 x 15 = 0.1 x Vb Vb = 36 cm3

ดงนน ในการไทเทรตนใชสารละลาย NaOH 36 cm3

ค. ปฏกรยาการไทเทรตเปนดงน2NaOH (aq) + H2SO4 (aq) ® Na2SO4 (aq) + 2H2O

(l)จากปฏกรยา

งเบสจำานวนโมลของกรดจำานวนโมลขอ = 2

1

นนคอ 2(จำานวนโมลของกรด) = จำานวนโมลของเบส2(MaVa) = MbVb

2(0.24 x 15) = 0.1 x Vb Vb = 36 cm3

ดงนน ในการไทเทรตนใชสารละลาย NaOH 36 cm3

2. การคำานวณเกยวกบpH ของสารละลายและการสรางกราฟของการไทเทรต

กราฟของการไทเทรต

เปนกราฟทไดจากการเขยนระหวาง pH ของสารละลายทเปลยนไปขณะไทเทรต กบปรมาตรของสารละลาย มาตรฐาน จะไดกราฟทมรปรางเปลยนแปลง ขนอยกบความแรงของกรด และเบสทเกยวของในการทำาไทเทรต ความ

เขมขนของกรดและเบส สภาวะทเกดเปนบฟเฟอร และการเกดไฮโดรไลซสของเกลอ จดประสงคของการเขยนกราฟของ

การไทเทรต เพอศกษาดวา การไทเทรตระหวางกรด- เบสคนนจะทำาไดหรอไม และยงใชเปนสวนหนงในการเลอกใชอน

ดเคเตอรอกดวย ซงกราฟของการไทเทรตน แบงออกไดเปน 3 ชวง คอ

1. กอนถงจดสมมล

2. ทจดสมมล จำานวนโมลของกรดจะทำาปฏกรยาพอดกบเบส

3.หลงจดสมมล

1. การไทเทรตระหวางกรดแกกบเบสแก การไทเทรตกรดแกดวยเบสแกนน ทงกรดแกและเบสแกตางกแตกตวไดหมด ตวอยางเชน การไทเทรต

สารละลายกรดเกลอ (HCl) ดวยสารละลายมาตรฐานเบส NaOH ปฏกรยาทเกดขนคอ

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

จากปฏกรยาไดเกลอNaCl (aq) ซงมสภาพเปนกลางในตวทำาละลายทเปนนำา

รปท เปนกราฟของการไทเทรตระหวาง 100 cm3 0.1 โมล/ ลตร HCl กบ สารละลาย 0.1 โมล/ ลตร NaOH กอนการไทเทรตสารละลายมแตกรด HCl เพยงอยางเดยว และความเขมขน

เทากบ 0.1 โมล/ ลตร ดงนน pH ของสารละลายทจดเรมตนจะเทากบ 1.0 เมอเตมสารละลาย NaOH ลงในสารละลายกรดเกลอ จะทำาใหความเขมขนของ H+ ลดลงเรอยๆ ทำาให pH เพมขนอยางรวดเรว เมอถงจด

สมมล และจดนpH ของสารละลายเทากบ 7

รปท15.4 กราฟของการไทเทรตระหวาง 100 cm3 0.1 โมล/ ลตรHCl กบ สารละลาย 0.1 โมล/ ลตรNaOH การไทเทรตระหวางกรดแกและเบสแก สารละลายผลตภณฑทไดเปนเกลอทไมเกดปฏกรยาไฮโดรไลซส ดงนน

การหาคาpH กคำานวณจากปรมาณH3O+ หรอOH- ทมอยในสารละลายนนโดยตรง

ตวอยางท 16 ในการไทเทรต 25.0 cm3 ของ HCl 0.100 โมล/ ลตร ดวย 0.100 โมล/ ลตรของ NaOH ใหหาคำานวณหา pH ของสารละลาย เมอเตมNaOH ลงไปเทากบ

ก. 20.0 cm3 (กอนถงจดสมมล)ข. 25.0 cm3 (จดสมมล)ค. 25.10 cm3 (หลงจดสมมล)

วธทำาปฏกรยาทเกดขนเปนดงน

HCl (aq) + NaOH (aq) ® NaCl (aq) + H2O (l) จากปฏกรยา HCl 1 โมลทำาปฏกรยาพอดกบ NaOH 1 โมล หรอ จำานวนโมลของกรดและ

เบสทใชตองเทากน

ก. เตม NaOH 20.0 cm3 (กอนถงจดสมมล) จำานวนโมลของ NaOH = 1000

20 x 0.100 = 0.002 โมล จำานวนโมลของ HCl = 1000

25 x 0.100 = 0.0025 โมล เพราะฉะนน ม HCl เหลอ = 0.0025 - 0.002 = 0.0005 โมล

HCl แตกตวได 100 % HCl (aq) ® H3O+ (aq) + Cl- (aq)0.0005 0.0005 โมล

เพราะฉะนนความเขมขนของ H3O+ = 0.0005 โมล/ (20+25) cm3 หรอ = )2520(

0005.0 x 1000 = 0.0111 โมล/ลตร

pH = -log[H3O+] = -log (0.0111) = 1.95

ข. เตม NaOH 25.0 cm3 (ทจดสมมล) จำานวนโมล NaOH = 1000

25 x 0.100 = 0.0025 โมล จำานวนโมลของ HCl = 1000

25 x 0.100 = 0.0025 โมล

เพราะฉะนนไมม NaOH หรอ HCl เหลอมแต NaCl แสดงอยทจดสมมลสารละลายม pH = 7

ค. เตม NaOH 25.10 cm3 (หลงจดสมมล) จำานวนโมล NaOH = 1000

1.25 x 0.100 = 0.00251 โมล จำานวนโมลของ HCl = 1000

25 x 0.100 = 0.0025 โมล เพราะฉะนน ม NaOH เหลอ = 0.00251- 0.002 = 0.00001 โมล

HCl แตกตวได 100 % HCl (aq) ® H3O+ (aq) + Cl- (aq)0.00001 0.00001 โมล

เพราะฉะนนความเขมขนของ H3O+ = 0.00001 โมล/ (25+30) cm3 หรอ

= )3025(00001.0 x 1000 = 1.8 x 10-4

โมล/ลตรpOH = -log[OH-]

= -log (1.8 x 10-4) = 3.74pH = 14.0 - 3.74 = 10.26

2. การไทเทรตระหวางกรดออนกบเบสแก การไทเทรตกรดออนกบเบสแก เชน กรดแอซตก (CH3COOH) กบโซเดยมไฮดรอกไซด

(NaOH) เมอถงจดสมมล สารละลายทไดจะมโซเดยมแอซเตต ซงเกดไฮโดรไลซสได และสารละลายจะม pH > 7

กราฟของการไทเทรตจะเขยนไดในลกษณะตอไปน

รปท 15.5 กราฟของการไทเทรตระหวางกรดแอซตก (CH3COOH) กบโซเดยมไฮดรอกไซด (NaOH)

กราฟจะแบงออกเปน 3 ชวง คอ กอนถงจดสมมล ทจดสมมล และหลงจดสมมล กราฟของการไทเทรตของ

กรดแอซตก กบ NaOH ตางจากกราฟระหวาง HCl กบ NaOH คา pH ของจดเรมตนไทเทรตของ

ของกรดแอซตก กบ NaOH จะมคา pH ประมาณ 3 ในขณะทจดเรมตนของการไทเทรตของกรด HCl กบ NaOH มคาประมาณ 1.0 ทำาใหจดสมมลของกรดแอซเตตจะมการเปลยนแปลง pH ไมมากเทากรดแอ

ซตก เมอไทเทรตกบNaOH และpH ทจดสมมลมคาประมาณ 9

ตวอยางท 17 ใหคำานวณหา pH ของสารละลายทเกดจากการไทเทรตระหวาง 0.1000 M กรกแอซตก 50.00 cm3 และ0.100 M โซเดยมไฮดรอกไซด เมอเตมโซเดยมไฮดรอกไซด

ก. 10.00 cm3 (กอนจดสมมล)ข. 50.00 cm3 (ทจดสมมล)ค. 50.10 cm3 (หลงจดสมมล)

วธทำา ก. เตม NaOH 10.00 cm3 (กอนจดสมมล) จำานวนโมลของ NaOH = 1000

10 x 0.100 = 0.001 โมล จำานวนโมลของ CH3COOH = 1000

50 x 0.100 = 0.005 โมลจากปฏกรยาทเกดขนคอ

NaOH (aq) + CH3COOH (aq) ® CH3COONa (aq) + H2O เรมตน 0.001 โมล 0.005 โมล

จำานวนโมลทใช 0.001 โมล 0.001 โมล 0.001 โมลเหลอ 0.00 0.005-0.001 0.001 โมล

จำานวนโมลของ NaOH 1 โมล จะทำาปฏกรยาพอดกบCH3COOH 1 โมล เพราะฉะนน จำานวนโมลของ CH3COOH ทเหลอจากการทำาปฏกรยา = 0.005-

0.001= 0.004 โมล

ดงนน ความเขมขนของ CH3COOH ทเหลอ = 60004.0 x 1000 =

0.0666 โมล/ลตร และ จำานวนโมลของ CH3COONa ทเกดขน = 0.001 โมล

ดงนน ความเขมขนของ CH3COONa ทเกดขน = 60001.0 x 1000 =

0.0166 โมล/ลตร แต CH3COONa แตกตวให CH3COO- (aq) และNa+ (aq) ดงสมการ

CH3COONa (aq) ® CH3COO- (aq) + Na+ (aq)0.0166 0.0166 โมล/ลตร

เมอคำานวณหาความเขมขนของ CH3COO- ทงหมดทเหลอและไดจากการแตกตวของ CH3COONa จะไดดงน

CH3COOH (aq) ® CH3COO- (aq) + H+ (aq)ความเขมขนเรมตน 0.0666 0 0 โมล/ลตร

ความเขมขนทเปลยนแปลง -x +x +x โมล/ลตร

+0.0166 ( ทไดจาก CH3COONa) โมล/ลตร

ความเขมขนทภาวะสมดล 0.0666-x x+0.0166 x โมล/ลตร

Ka = ]COOHCH[]H][COOCH[

33

= )x0666.0()x)(0166.0x(

x + 0.0166 0.0166 ( x มคานอยมากเมอเทยบกบ 0.0666)

และ 0.0666 - x 0.0666Ka = 0666.0

x0166.0 = 1.80 x 10-5

x = [H3O+] = 7.22 x 10-5

ดงนน pH = -log[H3O+]= -log[7.22 x 10-5]= 4.14

ข. เมอเตมNaOH 50.00 cm3 (ทจดสมมล) จำานวนโมลของ NaOH = 1000

50 x 0.100 = 0.005 โมล จำานวนโมลของ CH3COOH = 1000

50 x 0.100 = 0.005 โมล

จากปฏกรยาทเกดขนคอ

NaOH (aq) + CH3COOH (aq) ® CH3COONa (aq) + H2O เรมตน 0.005 โมล 0.005 โมล

จำานวนโมลทใช 0.005 โมล 0.005 โมล 0.005 โมลเหลอ 0.00 0.0 0.005 โมล

ดงนนไมม NaOH และ CH3COONa เหลอ แตเกด CH3COONa 0.005 โมล/ปรมาตร 100 cm3

หรอมความเขมขน = 100005.0 x 1000 = 0.05 โมล/ลตร

CH3COONa แตกตวให CH3COO- และ CH3COO- เกดปฏกรยาไฮโดรไลซสดงน

CH3COO- (aq) + H2O CH3COOH (aq) + OH- (aq)ความเขมขนเรมตน 0.0500 0 0 โมล/ลตร

ความเขมขนทเปลยนแปลง -x +x +x โมล/ลตร

ความเขมขนทภาวะสมดล 0.0500-x x x โมล/ลตร

Kh = awKK = 5

14

10x8.1

10x0.1

= ]COOCH[

]OH][COOHCH[

3

3

5.60 x 10-10 = x05.0

x2

Ka มคานอยดงนน 0.05 - x 0.05 05.0x2 = 5.60 x 10-10

x = [OH-] = 5.29 x 10-6

ดงนน pOH= -log[OH-] = 5.27pH = 14.00 - 5.27

= 8.73ค. เตมNaOH 50.10 cm3 (หลงจดสมมล)

จำานวนโมลของ NaOH = 100010.50 x 0.100 = 0.00501 โมล

จำานวนโมลของ CH3COOH = 100050 x 0.100 = 0.005

โมลจากปฏกรยาทเกดขนคอ

NaOH (aq) + CH3COOH (aq) ® CH3COONa (aq) + H2O เรมตน 0.00501 โมล 0.005 โมล

จำานวนโมลทใช 0.005 โมล 0.005 โมล 0.005 โมลเหลอ 0.00501-0.005 0.0 0.005 โมล

เพราะฉะนน จำานวนโมลของ NaOH ทเหลอจากการทำาปฏกรยา = 0.00501-0.005 = 0.00001 โมล

ดงนนความเขมขนของ NaOH = 0.00001 x 10.1001000 = 0.0001

NaOH (aq) Na+ (aq) + OH- (aq) 0.0001 0.0001 0.0001

OH- จากการแตกตวของ NaOH มคามากกวา OH- ทเกดจากการไฮโดรไลซสของ CH3COONa ดงนน pH ของสารละลายคดไดจากความเขมขนของ OH- เพยงสารเดยว

pOH = -log[OH-] = -log[0.0001] = 4pH = 14 - 4 = 10.00

3. การคำานวณpH ของสารละลายจากปฏกรยาระหวางกรดแกกบเบสออน การไทเทรตกรดแกกบเบสออน เชน กรด HCl กบ NH3 จะไดเกลอ NH4Cl ซงเกดไฮโดรไลซสได

สารละลายทเปนกรดมpH < 7 ทจดสมมล

ตวอยางท 18 ในการไทเทรต 25.00 cm3 0.1000 โมล/ ลตร ดวย HCl 0.100 โมล/ ลตร ใหคำานวณหาpH ของสารละลายเมอเตม HCl ลงไป

ก. 20.00 cm3

ข. 25.00 cm3

ค. 25.10 cm3

( กำาหนดคาKb ของNH3 เทากบ1.8 x 10-5)วธทำา

ก. เมอเตมHCl ลงไป20.00 cm3 (กอนจดสมมล) จำานวนโมล HCl = 1000

20 x 0.100 = 0.002 โมล/ 45 cm3 จำานวนโมล NH3 = 1000

25 x 0.100 = 0.0025 โมล/ 45 cm3

จากปฏกรยา

NH3 (aq) + HCl (aq) ® NH4Cl (aq)เรมตน 0.0025 0.002 0

จำานวนโมลทใช 0.002 0.002 ได 0.002

NH3 1 โมล ทำาปฏกรยาพอดกบHCl 1 โมล ไดNH4Cl 1 โมล ดงนนม NH3 เหลอ = 0.0025 - 0.002 = 0.0005 โมล/ 45

cm3

หรอ [NH3] = 450005.0 x 1000 = 0.0111 โมล/ลตร

ม NH4Cl เกดขน = 0.002 โมล/45 cm3 หรอ = 45002.0 x 1000

= 0.044 โมล/ลตร แต NH4Cl แตกตวให NH4

+ และ Cl- ดงสมการNH4Cl (aq) ® NH4

+ (aq) + Cl- (aq) และความเขมขนของ NH4

+ ทเกดขน เทากบ 0.044 โมล/ ลตร เพราะ NH4Cl แตกตวได 100%

NH3 ทเหลอจากการทำาปฏกรยาแตกตวเปนไอออนดงสมการ

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

(aq)ความเขมขนเรมตน 0.0111 0 0 mol/dm3

ความเขมขนทเปลยนแปลง -x +x +xmol/dm3

+0.044 ความเขมขนทภาวะสมดล 0.0111-x 0.044 + x x

mol/dm3

Kb = ]NH[

]OH][NH[

34

= )x0111.0(

)x)(044.0x(

1.8 x 10-5 = )x0111.0(

)x)(044.0x(

1.8 x 10-5 = 0111.0x044.0

x = 4.50 x 10-6 โมล/ลตรx = [OH-] = 4.50 x 10-6 โมล/ลตร

ดงนน pOH = -log[OH-] = -log[4.50 x 10-6] = 5.34pH = 14 - 5.34 = 8.66

ข. เมอเตมHCl 25.00 cm3 (ทจดสมมล) จำานวนโมล HCl = 1000

25 x 0.100 = 0.0025 โมล/ 50 cm3 จำานวนโมล NH3 = 1000

25 x 0.100 = 0.0025 โมล/ 50 cm3

จากปฏกรยา

NH3 (aq) + HCl (aq) ® NH4Cl (aq)เรมตน 0.0025 0.0025 0

จำานวนโมลทใช 0.0025 0.0025 ได 0.0025NH3 1 โมล ทำาปฏกรยาพอดกบHCl 1 โมล ไดNH4Cl 1 โมล

ดงนนไมม กรดหรอเบสเหลอมแต NH4Cl ในสารละลาย[NH4Cl] = 00.50

0025.0 x1000 = 5.0 x 10-2 โมล/ลตรNH4Cl แตกตวในนำาให NH4

+ และCl- NH4+ เกดปฏกรยาไฮโดรไลซสดงน

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

H3O+ (l)

ความเขมขนเรมตน 0.05ความเขมขนทเปลยนแปลง -x +x +xความเขมขนทภาวะสมดล 0.05-x x x

Kh = bwKK = 5

14

10x8.1

10x0.1

= ]NH[

]OH][NH[

4

33

5.60 x 10-10 = x05.0

x2

x = 5.29 x 10-6

x = [H3O+] = 5.29 x 10-6

pH = -log[H3O+] = -log[5.29 x 10-6] = 5.3

ค. เมอเตมHCl 25.10 cm3 (หลงจดสมมล) จำานวนโมล HCl = 1000

10.25 x 0.100 = 0.00251 โมล/ 50.10 cm3

จำานวนโมล NH3 = 100025 x 0.100 = 0.0025 โมล/ 50.10

cm3จากปฏกรยา

NH3 (aq) + HCl (aq) ® NH4Cl (aq)เรมตน 0.0025 0.00251 0

จำานวนโมลทใช 0.0025 0.0025 ได 0.0025NH3 1 โมล ทำาปฏกรยาพอดกบHCl 1 โมล ไดNH4Cl 1 โมล

ดงนนเหลอ HCl ในสารละลาย = 0.00251-0.0025 = 0.00001 โมล/50.10 cm3

เพราะฉะนน [HCl] ทเหลอ = 5000001.0 x 1000 = 0.0002

โมล/ลตรHCl เปนกรดแก แตกตวให H3O+ และ Cl- 100% และ [H3O+] ทไดจะมปรมาณ มากกวา H3O+ ทเกดจากการเกดไฮโดรไลซสของ NH4Cl ดงนน [H3O+] ของสารละลายจงคดจาก

HCl เพยงสารเดยว

HCl (aq) ® H3O+ (aq) + Cl- (aq)0.0002 0.0002 0.0002 โมล/ลตร

pH = -log [H3O+] = -log0.0002 = 3.7

เมอนำาคา pH มาเขยนกราฟระหวาง pH กบปรมาตรHCl จะไดกราฟดงน

กราฟทไดเมอเรมไทเทรต จะมคา pH สง ( ประมาณ 11.0) ทงน เพราะสารละลายในขวดรปกรวยเปน NH3 จงมคา pH > 7 และเมอไทเทรตตอไปคา pH จะลดลงเพราะการเตม HCl ลงไปทจดยต pH

ของสารละลายมคาประมาณ 5.3

15.2.3 การไทเทรตกรดพอลโปรตก

กรดโพลโปรตกสามารถใหโปรตอน (H+) กบเบสไดมากกวา 1 โปรตอน ตวอยางเชน กรดซลฟวรก (H2SO4) เปนกรดไดรโปรตก ใหโปรตอนได 2 ตว กรดฟอสฟอรก (H3PO4) เปนกรดไตรโปรตก ให

โปรตอนได3 ตว สมการแสดงภาวะสมดลของกรดพอลโปรตก สามารถเขยนไดดงน

H2M + H2O H3O+ + HM-

HM- + H2O H3O+ + M2-

H2M เปนกรดไดโปรตก มคาคงทการแตกตว K1 และ K2 ในการไทเทรตกรไดโปรตกนกบเบสกรดจะ ทำาปฏกรยากบเบสเปน 2 ขนดวยกน และมจดสมมลเกดขน 2 จดดวยกน

จดสมมลทหนง โปรตอนตวแรกทำาปฏกรยาพอดกบเบส จดสมมลทสอง โปรตอนตวทสองทำาปฏกรยาพอดกบเบส

ความเขมขนของ H+ ในสารละลาย หรอ pH ของสารละลายจะขนอยกบคา K1 และ K2 ในการ ไทเทรตกรดพอลโปรตกน ถา

21

KK < 103 จะเกดความคลาดเคลอนได โดยเฉพาะทจดสมมลทหนง

ตวอยางท 19 ในการไทเทรตกรด H2M เขมขน 0.100 M 25.00 cm3 ดวย NaOH เขมขน 0.100 M ใหคำานวณหา pH ของสารละลายเมอเตม NaOHก. 5.00 cm3

ข. 25.00 cm3

ค. 25.50 cm3

ง. 50.00 cm3

( กำาหนด K1 (H2M) = 1.20 x 10-2 , K2 (HM-) = 5.96 x 10-7)วธทำา

K1

K2

ก. เตม NaOH 5.00 cm3 (กอนจดสมมลทหนง) จำานวนโมล NaOH = 1000

5 x 0.100 = 0.0005 โมล/ 30 cm3

จำานวนโมล H2M = 100025 x 0.100 = 0.0025 โมล/ 30 cm3

จากปฏกรยา

H2M(aq) + NaOH (aq) ® NaHM (aq) + H2O (l)เรมตน 0.0025 0.0005 0

จำานวนโมลทใช 0.0005 0.0005 ได 0.0005

H2M 1 โมล ทำาปฏกรยาพอดกบNaOH 1 โมล ไดNaHM 1 โมล ดงนนม H2M เหลอ = 0.0025 - 0.0005 = 0.0020 โมล/ 30

cm3

หรอ [H2M] = 300020.0 x 1000 = 0.0666 โมล/ลตร

ม NaHM เกดขน = 0.0005 โมล/30 cm3 หรอ = 300005.0 x 1000

= 0.0166 โมล/ ลตร

แต NaHM แตกตวให Na+ และ HM- 100 % ดงสมการNaHM (aq) ® Na+ (aq) + HM- (aq)

และความเขมขนของ HM- ทเกดขน เทากบ 0.0166 โมล/ ลตร เพราะ NaHM แตกตวได 100%

H2M ทเหลอจากการทำาปฏกรยาแตกตวเปนไอออนดงสมการ

H2M (aq) + H2O (l) HM- (aq) + H3O+

(aq)ความเขมขนเรมตน 0.0666 0 0 mol/dm3

ความเขมขนทเปลยนแปลง -x +x +x mol/dm3

+0.0166 ( มาจากNaHM) ความเขมขนทภาวะสมดล 0.0666-x 0.0166 + x x

mol/dm3

K1 = ]MH[

]OH][HM[

2

3

= )x0666.0()x)(0166.0x(

1.2 x 10-2 = )x0666.0()x)(0166.0x(

x2 + (2.87x10-2)(x)-8.00x10-4 = 0 x = 1.74 x 10-2 โมล/ลตร

x = [H3O+] = 1.74 x 10-2 โมล/ลตร ดงนน pH = -log[H3O+] = -log[1.74 x 10-2] = 1.76

ข. เมอเตมNaOH 25.00 cm3 (จดสมมลทหนง) จำานวนโมล NaOH = 1000

25 x 0.100 = 0.0025 โมล/ 50 cm3

จำานวนโมล H2M = 100025 x 0.100 = 0.0025 โมล/ 50 cm3

จากปฏกรยา

H2M(aq) + NaOH (aq) ® NaHM (aq) + H2O (l)เรมตน 0.0025 0.0025 0

จำานวนโมลทใช 0.0025 0.0025 ได 0.0025

H2M 1 โมล ทำาปฏกรยาพอดกบNaOH 1 โมล ไดNaHM 1 โมล ดงนนไมม H2M และNaOH เหลอ แตเกดNaHM

ม NaHM เกดขน = 0.0025 โมล/50 cm3 หรอ = 500025.0 x 1000

= 0.05 โมล/ ลตร

NaHM แตกตวให Na+ และ HM- 100 % ดงสมการNaHM (aq) ® Na+ (aq) + HM- (aq)

HM- เกดปฏกรยาไฮโดรไลซสดงสมการHM- (aq) + H2O (l) M2- (aq) +

H3O+ (aq)ความเขมขนเรมตน 0.05 0 0

ความเขมขนทเปลยนไป -x +x +x ความเขมขนทภาวะสมดล 0.05-x x x

K2 = ]HM[

]OH][M[ 32

5.96 x 10-7 = x05.0

x2

x = 1.73 x 10-4

x = [H3O+] = 1.73 x 10-4

pH = -log[H3O+] = -log[1.73 x 10-4] = 3.76

ค. เมอเตมNaOH 25.50 cm3 (หลงจดสมมลทหนงและกอนจดสมมลทสอง) จำานวนโมล NaOH = 1000

50.25 x 0.100 = 0.0025 โมล/ 50.50 cm3

จำานวนโมล H2M = 100025 x 0.100 = 0.0025 โมล/ 50.50

cm3

จากปฏกรยา

H2M(aq) + NaOH (aq) ® NaHM (aq) + H2O (l)เรมตน 0.0025 0.00255 0

จำานวนโมลทใช 0.0025 0.0025 ได 0.0025

H2M 1 โมล ทำาปฏกรยาพอดกบNaOH 1 โมล ไดNaHM 1 โมล ดงนนม NaOH เหลอ = 0.00255 - 0.0025 = 0.00005 โมล/

50.50 cm3

หรอ [NaOH] = 50.5000005.0 x 1000 = 0.0010 โมล/ลตร

และม NaHM เกดขน = 0.0025 โมล/50.50 cm3 หรอ = 50.500025.0 x

1000 = 0.049 โมล/ ลตร

จากนนNaOH ทเหลอทำาปฏกรยากบNaHM ไดดงสมการNaOH (aq) + NaHM (aq) ® Na2M (aq) +

H2O (l)ความเขมขนเรมตน 0.0010 0.049 0 โมล/ลตร

ความเขมขนทใช 0.0010 0.0010 0.0010 โมล/ลตร

ดงนนความเขมขนของ NaHM ทเหลอเทากบ 0.049-0.0010 = 0.048 โมล/ลตร

ซง NaHM แตกตวให HM- และ Na+ หมด 100 % ความเขมขนของ HM- ทเหลอ ในสารละลายจงเทากบ= 0.048 โมล/ลตร

แต Na2M แตกตวให Na+ และ M2- ได100% ดงสมการNa2M (aq) ® Na+ (aq) + M2- (aq)0.0010 0.0010 0.0010 โมล/ลตร

นนคอ [M2-] = 0.0010 โมล/ลตร

HM- ทเหลอเกดปฏกรยาไฮโดรไลซสดงสมการ

HM- (aq) + H2O (l) M2- (aq) + H3O+

(aq)ความเขมขนเรมตน 0.048 0.0010 0.0 โมล/ลตร

ความเขมขนเปลยนไป -x +x +x โมล/ลตร ความเขมขนทภาวะสมดล 0.048-x x+0.0010 x

โมล/ลตร

K2 = ]HM[

]OH][M[ 32

5.96 x 10-7 = x048.0)x)(0010.0x(

5.96 x 10-7 = 048.0x0010.0 ( x+0.0010 0.0010 และ

0.048-x 0.048) x = 2.86 x 10-5

x = [H3O+] = 2.86 x 10-5

pH = -log[H3O+] = -log[2.86 x 10-5] = 4.55

ง. เมอเตมNaOH 50.00 cm3 (จดยตทสอง) จำานวนโมล NaOH = 1000

50.25 x 0.100 = 0.0025 โมล/ 75 cm3

จำานวนโมล H2M = 100025 x 0.100 = 0.0025 โมล/ 75 cm3

จากปฏกรยาการไทเทรตเรมจาก

H2M + NaOH ® NaHM + H2O0.0025 0.0025 0.0025NaHM + NaOH ® Na2M + H2O0.0025 0.0025 0.0025

จำานวนโมลของ NaOH = 0.0025+0.0025 = 0.005 โมล ทำาใหถงจด

ยตทสอง สารละลายจงมแต Na2M ซงจะแตกตวให M2- และ Na+ โดย M2- จะเกดปฏกรยาไฮโดรไลซสดงสมการ

โดยความเขมขนของ M2- = 10000025.0 x 0.100 = 0.0333 โมล/ลตร

M2- (aq) + H2O MH- (aq) + OH- (aq)ความเขมขนเรมตน 0.0333 0 0

ความเขมขนทเปลยนไป -x +x +x

ความเขมขนทภาวะสมดล 0.0333-x x x

Kh (M2-) = awKK = 5

14

10x96.5

10x0.1

= ]M[

]OH][MH[2

1.68 x 10-8 = x0333.0

x2

x = 2.36 x 10-5

x = [OH-] = 2.36 x 10-5

pOH = -log[OH-] = -log [2.36 x 10-5] = 4.63pH = 14.00 - 4.63 = 9.37

เมอเขยนกราฟระหวางคาpH ของสารละลายกบปรมาตรของสารละลาย NaOH จะไดดงกราฟดงน

รปท 15.6 กราฟของการไทเทรตระหวาง 0.100 M H2M และ0.100 M NaOH

กราฟแสดงจดยต 2 จดดวยกน ในกรณน K1/K2 = 7

2

10x96.5

10x2.1

ซงมากกวา 10-3 ทำาใหเหนจดยตทงสองจดชดเจน

กรดฟอสฟอรก (H3PO4) ซงเปนกรดไตรโปรตก K1 = 7.11 x 10-3 , K2 = 6.34 x 10-8 , K3 = 4.2 x10-13 อตราสวนของ K1/K2 ประมาณ 105 ทำาใหเหนจด

สมมลทงสองไดชดเจน แตการแตกตวของโปรตอนตวท 3 มคานอย ทำาใหไมสามารถเหนจดสมมลสดทายได

กรดซลฟวรก (H2SO4) ซงเปนกรดไดโปรตกทเปนกรดแก สามารถแตกตวได 100 % ในขนแรก และในขนทสองกแตกตวไดดมาก (K = 10-2) ความแรงของกรด H2SO4 และ HSO4

- ไมตางกน มากนก ทำาใหเหนจดสมมลรวมกนเพยงจดเดยว ( รปท15.8 กราฟเสนB)

กรดออกซาลก (HOOCCOOH) Ka1 = 5.36 x 10-2 , Ka2 = 5.42 x 10-5 อตราสวนของ K1/K2 ประมาณ 103 ทำาใหจดสมมลจดแรกไมชดเจน แตจดสมมลทสองจะเหนไดชดเจนและใชในการวเคราะหปรมาณออกซาลกได

15.2.4 อนดเคเตอรกบการไทเทรตกรด-เบสอนดเคเตอรกรด- เบส ทเหมาะสมกบปฏกรยาการไทเทรตจะตองมคา pH ทจดกงกลางชวงการเปลยนส

ใกลเคยงหรอเทากบ pH ทจดสมมลของปฏกรยา นอกจากน การเลอกใชอนดเคเตอรกรด- เบส ตองพจารณาสท ปรากฎ จะตองมความเขมมากพอทจะมองเหนไดงาย หรอเหนการเปลยนสไดชดเจน ชวงการเปลยนสของอนดเคเตอร

จะเกดขนในชวง 2 หนวยpH ตวอยางเชน การไทเทรตกรดแกกบเบสแก pH ของสารละลายผลตภณฑทเกดจากปฏกรยาการไทเทรต

เมอถงจดสมมลมคาใกลเคยง 7 กควรเลอกใชอนดเคเตอรทมชวง pH ของการเปลยนสใกลเคยงกบ 7 เชน อาจ

ใชโบรโมไทมอลบลหรอ ฟนอลฟทาลน ซงจะเปลยนจากไมมสเปนสชมพ ในชวง pH 8.20-10.00 เปนตน ดงนน ถาทราบpH ของสารละลายทจดสมมลของปฏกรยาการไทเทรตกสามารถเลอกอนดเคเตอรทเหมาะสมได

การเลอกอนดเคเตอร กขนอยกบชนดของปฏกรยาระหวางกรดกบเบส เพราะทจดสมมลของแตละปฏกรยานน มคาpH ทตางกน

การฟของการไทเทรตจะชวยในการเลอกอนดเคเตอรทเหมาะสมไดด เพราะกราฟจะแสดงคา pH ของ สารละลายขณะไทเทรต ตงแตกอนจดสมมล ทจดสมมล และหลงจดสมมล จดท pH ของสารละลายเปลยนแปลง

มาก ซงเปนจดสมมลนน จะบอกชวง pH ของอนดเคเตอรทจะเลอกใช ในการพจารณาเลอกอนดเคเตอร จากกราฟ ของการไทเทรต จะแบงออกตามชนดของปฏกรยาดงน

1.อนดเคเตอรสำาหรบปฏกรยาระหวางกรดแกกบเบสแก

รปท15.7 กราฟของการไทเทรตระหวางกรดแกและเบสแก จะแสดง pH ทจดสมมลอยทpH ใกลเคยง 7

จากกราฟ จะเหนวาคา pH เปลยนแปลงรวดเรวทจดใกลๆ จดยต ( ตงแต pH 4-10) ดงนนอน ดเคเตอรทมชวง pH ของการเปลยนแปลงสระหวาง 4 ถง 10 กสามารถนำามาใชได ซงอนดเคเตอรทเหมาะสมท

อาจใชได ไดแก เมทลเรด (4.4-6.2) โบรโมไทมอลบล (6.0-7.5) และฟนอลฟทาลน(8.2-10.0) ดงแสดงในภาพ แตเรามกจะนยมใชฟนอลฟทาลน เพราะสงเกตการเปลยนแปลงสไดชดเจน สำาหรบ โบรโม

คลซอล กรน (3.8-5.4) ไมเหมาะสมทจะใชเปนอนดเคเตอรสำาหรบกรดแกและเบสแก เพราะชวงเปลยนสทเปน รปเบสของอนดเคเตอร จะเกดกอนจดสมมล ทำาใหเกดความคลาดเคลอนในการบอกจดยต

2.อนดเคเตอรสำาหรบปฏกรยาระหวางกรดออนกบเบสแก การเลอกอนดเคเตอรสำาหรบการไทเทรตกรดออน เชน กรดแอซตก กบเบสแก เชน NaOH จะมขอจำากด

มากกวาทจดสมมลของการไทเทรต สารละลายจะมโซเดยมแอซเตต ทำาใหสารละลายเปนเบส มpH มากกวา7

รปท15.8 กราฟแสดงการไทเทรตระหวางกรดออนกบเบสแกและอนดเคเตอรทเหมาะสม จากกราฟจะเหนไดวา เมทลเรด จะเปลยนสกอนจดสมมลจงไมเหมาะทจะใชเปนอนดเคเตอรส ำาหรบกรดแอซตก

กบ NaOH ( เขมขน 0.100 M) ฟนอลฟทาลนเปลยนสทชวงจดสมมลพอด โบรโมไทมอลบล อาจจะใช เปนอนดเคเตอรไดด เมอใชสมาตรฐานเทยบ

3.อนดเคเตอรสำาหรบปฏกรยาระหวางกรดแกกบเบสออน การเปลยนแปลงpH ของสารละลายขณะไทเทรตเบสออน เชน NH3 กบกรดแก เชน HCl จะคอยๆ

ลดลง เมอใช HCl เปนสารมาตรฐาน ทจดยตจะไดเกลอ NH4Cl และ pH < 7 ในการไทเทรต 0.100 M NH3 กบ0.100 M HCl จะไดกราฟของการไทเทรต (ดงภาพ)

รปท 15.9 กราฟของการไทเทรตระหวาง 0.1000 M NH3 กบ0.1000 M HCl

จากกราฟ เราสามารถพจารณาชาวง pH 3-7.5 ในการเลอกอนดเคเตอร ซงเราอาจใชโบรโมไทมอลบล

หรอเมทลเรดได แตไมควรใชฟนอลฟทาลนเพราะชวง pH ของฟนอลฟทาลนมากกวา 7 ทำาใหเกดความคลาดเคลอนในการบอกจดสมมล

ตวอยางท 20 กำาหนดชวง pH ของอนดเคเตอรใหดงนอนดเคเตอร ชวง pH

เมทลไวโอเลตเมทลออเรนจคองโกเรดเมทลเรดโบรโมไทมอลบลลตมสฟนอลเรดครซอลเรดไทมอลบลฟนอลฟทาลนไทมอลทาลนโทรฟโอลนโอ

-0.3-1.82.8-3.82.8-4.83.8-6.16.0-7.95.0-8.16.8-8.67.0-9.1

0.5-1.8 และ7.6-9.28.0-9.6

10.2-11.711.1-12.6

จงเลอกอนดเคเตอรทเหมาะสมทสดในการไทเทรตระหวางสารละลาย 0.1 โมล/ ลตร HCN จำานวน 50 cm3 กบ 0.1 โมล/ ลตร จำานวน 50 cm3 กำาหนดคา Ka ของกรด HCN = 7.2 x 10-10 ท25 0C และ log 8.4 = 0.92วธทำา

HCN (aq) + NaOhH(aq) ® NaCN (aq) + H2O (l)

เพราะฉะนนจำานวนโมลของ HCN = 100050x1.0 = 5 x 10-3 โมล

เพราะฉะนนจำานวนโมลของ NaOH = 100050x1.0 = 5 x 10-3 โมล

ดงนนสารละลายทงสองทำาปฏกรยากนพอดดวยจำานวนโมลเทากนไดผลตภณฑเปน NaCN = 5 x 10-3 โมล ในปรมาตร50 + 50 = 100 cm3

เพราะฉะนน [NaCN] = 1001000 x 5 x 10-3 = 0.05 โมล/ลตร

NaCN แตกตวได100 % ดงนNaCN (aq) ® Na+ (aq) + CN- (aq)0.05 0.05 0.05 โมล/ลตร

CN- (aq) + H2O ® HCN (aq) + OH- (aq) ความเขมขนเรมตน 0.05 0 0

ความเขมขนทเปลยนไป -x +x +x ความเขมขนทภาวะสมดล 0.05-x x x

Kh = awKK = 10

14

10x2.7

10x0.1

= ]CN[

]OH][HCN[

1.4 x 10-5 = x05.0

x2

1.4 x 10-5 = 05.0x2 ( x มคานอยมาก 0.05-x

0.05) x = 8.4 x 10-4 = [OH-]

pOH = -log[OH-] = -log[8.4 x 10-4] = -0.92 + 4 = 3.08

pH = 14 - pOH = 14 - 3.08 = 10.92

เนองจาก pH ของสารละลายหลงไทเทรตเทากบ 10.92 ดงนนจะตองเลอกใชอนดเคเตอรไทมอลทา ลน ซงมชวงการเปลยนแปลง pH อยระหวาง 10.2-11.7 จงจะเหมาะสมทสด

ตวอยางท 21 นำาสารละลาย HA ซงเปนกรดออนชนดหนงปรมาตร 50.00 cm3 ไปไทเทรตกบ

สารละลายมาตรฐาน NaOH เขมขน 0.15 โมล/ ลตร พบวาเมอเตม NaOH ลงไป12.00 cm3

จะทำาใหสารละลายทไดม pH 7 และเมอเตม NaOH ลงไป 16.00 cm3 จะถงจดยตพอด สารละลาย

กรด HA มความเขมขนเรมตนเทาใด และการไทเทรตกรด- เบสคนควรใชอนดเคเตอรชนดใด ( กำาหนด Ka ของ กรดออน HA = 1.7 x 10-6) กำาหนดให

อนดเคเตอร ชวง pHเมทลออเรนจเมทลเรดโบรโมไทมอลบลฟนอลฟทาลน

2.1-4.44.2-6.26.0-7.88.3-10

วธทำา

ทจดยตจำานวนโมลNaOH = 0.1500 x 100000.16 mol

สมมตความเขมขนเรมตนของ HA = X โมล/ลตรHA + NaOH ® NaA + H2O

จำานวนโมล HA : NaOH = 1 : 1 เพราะฉะนนจำานวนโมล HA = 0.1500 x 1000

00.16 ดวย= X(1000

50 )X(1000

50 ) = 0.1500 x 100000.16

X = 0.048ความเขมขนเรมตน = 0.048 โมล/ลตร

เพราะฉะนนความเขมขนของ NaA = 0.048 โมล/ลตร การไทเทรตกรดออนกบเบสแกทจดยต มNaA ซงแตกตวใหA-

A- (aq) + H2O (l) ® HA (aq) + OH-

(aq)ความเขมขนเรมตน 0.048 0 0

ความเขมขนทเปลยนไป -x +x +x ความเขมขนทภาวะสมดล 0.048-x x x

Kh = awKK = 6

14

10x7.1

10x0.1

= ]A[

]OH][HA[

5.88 x 10-9 = x048.0

x2

1.4 x 10-5 = 05.0x2 ( x มคานอยมาก 0.048-x

0.048) x = 1.68 x 10-5 = [OH-]

pOH = -log[OH-] = -log[1.68 x 10-5] = 4.77pH = 14 - pOH = 14 - 4.77 = 9.22

ดงนน ควรใชฟนอลฟทาลนเปนอนดเคเตอร

15.2.5 การประยกตการไทเทรตกรด-เบสเพอหาปรมาณสารในชวตประจำาวนการไทเทรตกรด- เบส ใชประยกตหาปรมาณสารทเปนสารอนทรย สารอนนทรย และสารชวโมเลกลได

ตวอยางการประยกตใช ไดแก การหาปรมาณกรดออนในนำาสม นำามะนาว และในไวน การหาปรมาณเบส Mg(OH)2 , MgO ในยาลดกรด หรอการหาปรมาณโปรตนในอาหาร

การหาปรมาณกรดออนในนำาสม ทำาไดโดยการปเปตตนำาสมเจอจางดวยนำากลนประมาณ 5 เทา แลวไทเทรตกบสารละลายมาตรฐาน NaOH เขมขน 0.1000 M โดยใชฟนอลฟทาลนเปนอนดเค

เตอร ไทเทรตจนสารละลายเปลยนจากไมมสเปนสชมพ แลวคำานวณหารอยละของกรดแอซตก (CH3COOH) โดยมวลตอปรมาตร

การหาปรมาตรกรดออนในมะนาวและในไวน กทำาไดโดยวธเดยวกบการหาปรมาณกรดแอซตกใน

นำาสม การรายงานผล จะรายงานเปนรอยละของกรดแอซตก (ในนำามะนาว) และกรดทารทารก (ในไวน) การหาปรมาณ Mg(OH)2 กทำาไดโดยการไทเทรตกบสารละลายมาตรฐานโดยตรง เชน

ไทเทรตกบกรด HCl สำาหรบการหาปรมาณ MgO จะตองเปลยนใหเปน Mg(OH)2 โดยการใชเบส แลวคอยไทเทรตกบสารละลายกรดมาตรฐาน

การหาปรมาณโปรตนในอาหาร ตองใชวธทางออมในการวเคราะห โดยการหาปรมาณไนโตรเจนทอย ในเอมน ซงเปนกรดอะมโนในโปรตน การหาปรมาณไนโตรเจนนทำาไดโดยการเปลยนไนโตรเจนใหอยในรปของ

NH3 แลวไทเทรตกบสารละลายมาตรฐาน วธการวเคราะห เรมจากการยอยสลายสารอาหารตวอยางดวยกรด จากนนกกลนเอา NH3 ออกจาก

สารละลายทยอยสลายแลว NH3 ทกลนออกมาจะถกผสมกบกรดมาตรฐาน HCl ทมากเกนพอ แลวจงไทเทรต

กรดทเหลอดวยสารละลายเบส NaOH มาตรฐาน วธการไทเทรตแบบนเรยกวา Back-titration การหาปรมาณสารลดกรดในยาลดกรดบางชนด

การหาปรมาณสารลดกรดในยาลดกรดบางชนด ทำาไดโดยการนำายาลดกรดมาบดใหละเอยด แลวชงประมาณ 1 กรม ละลายในนำากลน 20 cm3

ในบกเกอรขนาด 100 cm3 เตมกรด HCl เขมขน 1.0

mol/dm3 ครงละ 1 cm3 เขยาจนไมมฟองกาซเกดขน เตม HCl ลงไปอก 1 cm3 เขยา บนทก

ปรมาตร HCl ทใชทงหมด จากนนอนสารละลายใหรอน 1 นาท กรองแลวลางดวยนำากลนเลกนอย ของเหลวท

กรองไดใสขวดเชงปรมาตรขนาด 100 cm3 ปรบดวยนำากลน จนมรปรมาตร 100 cm3 ปเปตต

สารละลายทกรองได 10 cm3 แลวไทเทรตกบสารละลายมาตรฐาน NaOH 0.1 โมล/ ลตร ใชเมทลออ

เรนจเปนอนดเคเตอร บนทกปรมาตร NaOH แลวคำานวณปรมาณรอยละของ CaCO3 ในยาลดกรด โดยมวล