แผนบรหารการสอนประจ าบทท 3

เนอหาประจ าบท คณลกษณะของการไทเทรต จดสมมล จดยต และการหาจดยต สารละลายมาตรฐาน หลกการวเคราะหเชงปรมาณโดยการวดปรมาตร ชนดของปฏกรยาเคมทใชในวธปรมาตรวเคราะห ชนดของการไทเทรตและการค านวณทางปรมาตรวเคราะห

วตถประสงคเชงพฤตกรรม 1. สามารถอธบายคณลกษณะของการไทเทรตได 2. สามารถอธบายและบอกจดสมมล จดยต ของการไทเทรตได 3. สามารถเลอกใชสารละลายมาตรฐานไดอยางถกตอง 4. สามารถอธบายหลกการและท าการวเคราะหเชงปรมาณโดยการวดปรมาตรได 5. สามารถบอกชนดและเขยนปฏกรยาเคมทใชในวธปรมาตรวเคราะหได 6. สามารถปฏบตการไทเทรตและการค านวณทางปรมาตรวเคราะหได

วธสอนและกจกรรมการเรยนการสอนประจ าบท 1. ใหผเรยนศกษาเอกสารประกอบการสอนรายวชาเคมวเคราะห 2. ผสอนบรรยายภาคทฤษฏประกอบสอการสอน 3. หลงการบรรยายทฤษฎ อภปรายรวมกนระหวางผสอนกบผเรยน 4. มอบหมายใหผเรยนคนควาเพมเตมจากเอกสาร ต ารา และสออน ๆ 5. ใหผเรยนท าค าถามทายบท

สอการเรยนการสอน 1. เอกสารประกอบการสอนรายวชาเคมวเคราะห 2. โปรแกรมน าเสนอและอปกรณทใชในระบบการสอสาร 3. หนงสอ วารสาร และสออเลกทรอนกส

54

การวดผลและการประเมนผล 1. สงเกตพฤตกรรมการเรยน การมสวนรวมในการเรยน 2. สงเกตจากกความตงใจ การซกถาม และตอบปญหาของผเรยน 3. ประเมนจากการท าค าถามทายบท

.

55

บทท 3 การวเคราะหโดยปรมาตร (Volumetric Analysis)

การวเคราะหโดยปรมาตรเปนการวเคราหเชงปรมาณโดยการวดปรมาตร ซงเปนเทคนคทนยมใชมากในการหาปรมาณของสารตาง ๆ เชน กรด เบส โลหะ ไอออนตาง ๆ สารออกซแดนท สารรดกแตนท และสารอน ๆ ซงเทคนคทนยมใชอยางแพรหลายส าหรบการวเคราะหโดยปรมาตรคอ การไทเทรต (titration) โดยการน าสารละลายตวอยางมาท าปฏกรยาพอดกบสารละลายมาตรฐานททราบความเขมขนแนนอน แลววดปรมาตรของสารทใชท าปฏกรยาพอดกบสารสะลายตวอยาง การวเคราะหดวยวธนใชอปกรณเครองแกวพนฐานทวไป และใหผลการวเคราะหทมความถกตองและความแมนย าสง และใชเวลาในการวเคราะหเรว ในบทนจะกลาวถง คณลกษณะของการไทเทรต จดสมมล จดยต และการหาจดยต สารละลายมาตรฐาน หลกการวเคราะหโดยวธปรมาตรวเคราะห ชนดของปฏกรยาเคมทใชในวธปรมาตรวเคราะห และชนดของการไทเทรตและการค านวณทางปรมาตรวเคราะห ซงการวเคราะหโดยปรมาตรนยมใชในการหาปรมาณสารทตองการวเคราะหในงานประจ ามากกวาการวเคราะหโดยน าหนก เนองจากในกระบวนการวเคราะหสามารถท าไดอยางรวดเรวและสะดวกกวา แตอาจจะมความถกตองและความแมนย านอยกวาการวเคราะหโดยน าหนกบางเลกนอย นอกจากนการวเคราะหโดยปรมาตรยงสามารถน าไปประยกตใชงานไดอยางกวางขวางในงานวเคราะหทางดานเคม อตสาหกรรม การเกษตร เภสชกรรม สงแวดลอม เปนตน

คณลกษณะของการไทเทรต การไทเทรต (titration) เปนเทคนคทเกยวของกบปฏกรยาระหวางสารทตองการวเคราะหหรอสารละลายตวอยางกบสารละลายมาตรฐาน (standard solution) ททราบความเขมขนแนนอน โดยทวไปนยมใหสารละลายมาตรฐานอยในบวเรตและเรยกสารละลายนวา ไทแทรนต (titrant) สวนสารละลายทอยในขวดรปชมพเรยกวา ไทแทรนด (titrand) ในขณะทท าการไทเทรตใหใชนวมอขางซายจบกอกปดเปดของบวเรต โดยบวเรตจะถกยดไวดวยแคลมปจบและขาตง และใชมอขวาจบขวดรปชมพ กอนท าการไทเทรตใหอานปรมาตรของสารละลายภายในบวเรตต ปรมาตรทอานไดนเปนปรมาตรเรมตน เปดกอกบวเรตปลอยใหสารละลายไหลออกจากบวเรตโดยการใชนวมอขางซาย ลงในขวดรปชมพทท าการเขยาตลอดเวลา เมอใกลถงจดยตใหปลอยสารละลายไหลชา ๆ ทละหยด พรอมกบ

56

ฉดน าลางสารละลายทตดตามคอขวดรปชมพใหไหลลงไปรวมกน ท าการไทเทรตตอไปจนกระทงถงจดยต แลวอานปรมาตรของสารละลายในบวเรต ซงเปนปรมาตรสดทายของสารละลายทใชในการไทเทรต ผลตางของปรมาตรทงสองกคอ ปรมาตรของสารละลายทงหมดทใชในการไทเทรต การจบบวเรตขณะท าการไทเทรตแสดงดงภาพประกอบท 3.1 ส าหรบการเตรยมบวเรตกอนจะน ามาใชงานจะตองท าการตรวจสอบความสมบรณเรยบรอยกอน เชน ปลายบวเรตอดตน แตกราวหรอไม กอกปดเปดท างานไดปกตไมมสารละลายรวซมออกมา เปนตน โดยขนตอนการท าความสะอาดบวเรตกอนน ามาใชงานแสดงดงภาพประกอบท 3.2 และวธการอานปรมาตรสารละลายในบวเรตใหไดปรมาตรทถกตองยงขน ท าไดโดยตดกระดาษสขาวใหเปนรปสเหลยมผนผา และน ากระดาษสด ารปสเหลยม ผนผามาปดทบตรงกลาง ใชกระดาษนไปทาบกบบวเรตและใหสวนโคงต าสดของสารละลายภายในบวเรตทบกบขดสด าของกระดาษแลวจงอานปรมาตร แสดงดงภาพประกอบท 3.3 (ชตมา ศรวบลย, 2549 : 117)

ภาพประกอบท 3.1 ตวอยางการจบบวเรตขณะท าการไทเทรต ทมา : Skoog, D.A., West, D.M., Holler, F.J. & Crouch, S.R. (2013 : 42)

57

ภาพประกอบท 3.2 ขนตอนการเตรยมบวเรต ทมา : คงศกด ปตตาฤทธ (2558 : 54)

ภาพประกอบท 3.3 การอานปรมาตรของสารละลายในบวเรต ทมา : Skoog, D.A., West, D.M., Holler, F.J. & Crouch, S.R. (2013 : 39)

เตมสารละลายลงในบวเรต

กลวสารละลายใหทวดานในบวเรต

ปลอยสารละลายออกจากบวเรต

เตมสารละลาย ลงในบวเรต

ใหปรมาตรสารละลาย เหนอขดศนย ปลอยสารละลาย

ออกจากบวเรต

ปรบปรมาตรสารละลายใหตรงขดศนย

58

การใชปเปต (pipette) เปนเครองแกววดปรมาตรทใชส าหรบถายเทสารละลายจากภาชนะหนงไปยงภาชนะอน เชน การดดสารละลายจากขวดวดปรมาตรดวยปเปตและปลอยสารละลายจากปเปตลงในบกเกอร เปนตน การใชปเปตดดสารละลายใหจมปเปตลงในสารละลาย แลวดดสารละลายดวยลกยางเพยงเลกนอย กลวสารละลายใหเปยกทวภายในปเปต เพอเปนการลางปเปตดวยสารละลาย ปลอยสารละลายทใชกลวทงไป ท าการดดสารละลายขนมาตามปเปตใหมจนสารละลายอยเกนขดวดปรมาตรใชนวชอดปลายดานบนของปเปต เพอไมใหสารละลายไหลออก น าปเปตออกจากสารละลายพรอมกบเชดดวยกระดาษทชชตรงบรเวณ สวนปลายทเปยกสารละลายใหแหง ปรบปรมาตรของสารละลายใหลดลงถงขดวดปรมาต หรอปรมาตรทตองการ วธการใชงานปเปตแสดงดงภาพประกอบท 3.4 (พรพรรณ อดมกาญจนนนท และสชาดา จอนวฒนกล , 2551 : 56-57)

ภาพประกอบท 3.4 วธการใชงานปเปต ทมา : คงศกด ปตตาฤทธ (2558 : 51)

น าลกยางออกแลวใชนวชปดปลายดานบนของปเปต

เชดปลายปเปต ทเปยกสารละลาย ใหแหง

ใชลกยางดดสารละลายบรรจในปเปตใหมปรมาตรเหนอขด วดปรมาตร

ปรบระดบปรมาตรสารละลายใหตรงขดวดปรมาตร ปลอยสารละลายออกจาก

ปเปตโดยแตะปลายใหสมผส กบดานขางภาชนะรองรบ

59

จดสมมล จดยต และการหาจดยต

จดสมมล (equivalence point) คอ จดทสารละลายมาตรฐานและสารละลายตวอยางท าปฏกรยาพอดกน โดยจดสมมลสวนใหญแลวถาสงเกตดวยตาเปลาจะไมเหนการเปลยนแปลงของสาร สวนจดยต (end point) คอ จดทอนดเคเตอรเกดการเปลยนส ซงเปนจดทจะยตการไทเทรต หากเลอกใชอนดเคเตอรไดเหมาะสม จดยตควรจะใกลเคยงหรอเปนจดเดยวกบจดสมมล ดงนนการเลอกใช อนดเคเตอรใหเหมาะสมเปนสงส าคญทจะมผลตอความถกตองของการไทเทรต ในทางปฏบตถอวาจดยตเปนจดเดยวกนกบจดสมมล ปรมาตรทแตกตางกนระหวางจดยตจากจดสมมลเรยกวา ความผดพลาดของไทเทรต (titration error) ซงคานสามารถค านวณไดจากสมการท 3.1 (ประสทธ มกดา, 2547 : 41) %titration error = (Vendpt – Veqpt)/Vendpt x 100% (3.1)

เมอ Vendpt คอ ปรมาตรทใชเมอถงจดยต สวน Veqpt คอปรมาตรทใชเมอถงจดสมมล การหาจดยต สามารถท าไดโดยการอาศยการเปลยนแปลงความเขมขนของสารตงตน (reactant) หรอ สารผลตภณฑ (product) ซงการเปลยนแปลงขนอยกบชนดของปฏกรยาและความเขมขนของสารตงตน ซงการหาจดยตสามารถท าได 2 วธ ดงน (ชตมา ศรวบลย, 2556 : 277-279) 1. การสงเกตดวยตาเปลา (visual observetion) โดยทวไปแลวการหาจดยตของการไทเทรตนยมสงเกตดวยตาเปลา ซงอาศยการเปลยนแปลงสของสารละลายทเกดขนใกลจดสมมลของการไทเทรต การเปลยนสของสารละลายเกดจากการเตมอนดเคเตอรโดยจะเกดปฏกรยาเฉพาะ ซงอนดเคเตอรทเตมลงไปจะมสมบตตางกน ขนอยกบปฏกรยาทใชในการไทเทรต สามารถแบง อนดเคเตอรไดตามชนดของปฏกรยาดงน อนดเคเตอรกรด-เบส เปนกรดออนหรอเบสออน ซงจะมสตางกนเมออยในรปกรดและเบสเขยนปฏกรยาทวไปไดดงน

Hln H+ + ln- รปกรด รปเบส อนดเคเตอรประเภทนตองเปนกรดหรอเบสทออนกวาไทแทรนต นนคออนดเคเตอรตองไมท าปฏกรยากบไทแทรนต จนกวาปฏกรยาทตองการเกดขนสมบรณแลว การเลอกใชอนดเคเตอรขนกบ pH ของสารละลายทจดสมมลของปฏกรยา เชน ในการไทเทรตทจดสมมลม pH เทากบ 8

60

อนดเคเตอรทเลอกใชควรมชวงการเปลยนสท pH ประมาณหรอใกลเคยง 8 เชน ฟนอฟทาลน ทเปลยนสในชวง 8.3 -10.0 เปนตน ตวอยางการเปลยนสของอนดเคเตอรแสดงดงภาพประกอบท 3.5

ภาพประกอบท 3.5 การเปลยนสของอนดเคเตอรในสภาวะทคา pH แตกตางกน ทมา : Skoog, D.A., West, D.M., Holler, F.J. & Crouch, S.R. (2013 : 42)

61

2. การใชเครองมอในการหาจดยต ในบางครงการวเคราะหโดยการไทเทรตไมสามารถหาอนดเคเตอรทเหมาะสมได ดงนนการใชเครองมอหาจดยตโดยอาศยหลกการเปลยนแปลงทางฟสกสของสารทตองการวเคราะหหรอของสารผลตภณฑ แลวน าผลการไทเทรตทไดไปเขยนกราฟเทยบกบปรมาตรของไทแทรนตจะท าใหทราบจดยตไดชดเจน ส าหรบคณสมบตทางฟสกสทใชในการหาจดยตของการไทเทรต ไดแก คณสมบตการดดกลนแสง และคณสมบตทางไฟฟา เปนตน และตวอยางกราฟแสดงจดสมมลของปฏกรยาของการไทเทรตระหวางกรดแกกบเบสแกแสดงดงภาพประกอบท 3.6 และอนดเคเตอรทเหมาะสมส าหรบการไทเทรตกรดแกกบเบสแกแสดงดงภาพประกอบท 3.7

ภาพประกอบท 3.6 กราฟการไทเทรตระหวาง 1.00M NaOH กบ HCl ทมา : Myers, T.R., Oldham, K.B. & Tocci, S. (2006 : 569)

62

ภาพประกอบท 3.7 อนดเคเตอรทเหมาะสมส าหรบการไทเทรตกรดแกกบเบสแก ทมา : Skoog, D.A., West, D.M., Holler, F.J. & Crouch, S.R. (2013 : 335) สารละลายมาตรฐาน สารละลายมาตรฐาน (standard solution) คอ สารละลายททราบความเขมขนและองคประกอบทแนนอนเพอหาความเขมขนของสารทตองการวเคราะห โดยสารละลายมาตรฐานทใชในการไทเทรตควรมสมบตดงน (ประสทธ มกดา, 2547 : 40-41; อภชย ศวประภากร, 2551 : 53) 1. มความเสถยรสง ไมท าปฏกรยากบออกซเจนในอากาศ 2. ท าปฏกรยากบสารละลายตวอยางไดอยางรวดเรวและสมบรณ 3. ท าปฏกรยาจ าเพาะเจาะจง (selective) กบสารละลายตวอยาง 4. ท าใหบรสทธไดงาย 5. ละลายไดดในระบบการวเคราะห 6. มความบรสทธสง (99.5%) ขนไป 7. ไมมน าเปนองคประกอบในโมเลกลและไมดดความชน สารละลายมาตรฐานทใชในการไทเทรตม 2 ชนด ไดแก สารละลายมาตรฐานปฐมภม และ สารละลายมาตรฐานทตยภม การเตรยมสารละลายมาตรฐานใหมความเขมขนทถกตองแนนอน เพอใชส าหรบท าปฏกรยากบสารตวอยางสามารถท าได 2 วธดงน (ธนากร เปลองกลาง, 2550 : 109)

63

1. วธตรงหรอเรยกวาการเตรยมสารละลายมาตรฐานปฐมภม โดยเตรยมจากการชงสารทจะใชท าเปนสารละลายมาตรฐานทมความบรสทธใหไดน าหนกและปรมาตรทแนนอนอยางละเอยด จากนนละลายในตวท าละลายใหมปรมาตรตามทตองการพอดในขวดวดปรมาตร ซงเครองแกวหรอเครองมอทใชควรเปนชนด Class A ทผานการสอบเทยบแลวจากนนจงค านวณคาความเขมขนทแนนอนจากการชงน าหนกทไดและจากปรมาตรทเตรยมขน ซงคณสมบตของสารละลายมาตรฐานปฐมภมนนจะตองเตรยมจากสารทมความบรสทธสงหากเปนไปไดควรสอบกลบไดถงหนวย SI และเมอเตรยมเปนสารละลายแลวจะไดสารทมความเสถยรสงเกบรกษาไดนานโดยทความเขมขนไมเปลยนแปลง 2. วธออมหรอเรยกวาการเตรยมสารละลายมาตรฐานทตยภม โดยการเตรยมสารละลายอยางหยาบ ๆ ซงไมสามารถชงและเตรยมใหไดความเขมขนทแนนอนไดทนท สามารถหาความเขมขนทแนนอนไดโดยน ามาไทเทรตกบสารละลายมาตรฐานปฐมภม หรอเรยกวาเปนการเทยบคาความเขมขน (standardize) กบสารละลายมาตรฐานทตยภมมกมระดบความบรสทธหรอเสถยรภาพต ากวาสารละลายมาตรฐานปฐมภม

หลกการวเคราะหเชงปรมาณโดยการวดปรมาตร การไทเทรตเปนวธพนฐานในการหาปรมาณโดยการวดปรมาตรและอาศยพนฐานของปฏกรยาเกยวกบ ปรมาณสมพนธ ปรมาณทแนนอนของสารละลายมาตรฐาน และความสามารถในการหาจดสมมลไดอยางเหมาะสม ซงในการวเคราะหหาปรมาณสารโดยการวดปรมาตร มหลกในการปฏบตดงน (ชตมา ศรวบลย, 2549 : 121) 1. ไทแทรนตทใชไมควรมปรมาณนอยเกนไป เพราะอาจมความคลาดเคลอนจากการอานบวเรต 2. ตวอยางไมควรมปรมาณนอยเกนไป เพราะโอกาสจะเกดความคลาดเคลอนจากการชงมสง 3. ตวอยางไมควรมปรมาณมากเกนไป จนเกนปรมาณไทแทรนตทมอยในบวเรต ท าใหตองเตม ไทแทรนตลงในบวเรตอก ซงเปนการไมสะดวกและอาจกอใหเกดขอผดพลาดจากการอานปรมาตรได 4. ความเขมขนของไทแทรนตควรเหมาะสม เมอน าไปไทเทรตกบตวอยาง ปรมาตรทใชไมควรมากหรอนอยเกนไป 5. การหาจดยตควรไดจากการท าไทเทรตโดยตรง ในกรณหาอนดเคเตอรเหมาะสมไมไดหรอปฏกรยาเกดชามาก อาจใชวธการไทเทรตแบบยอนกลบ (back titration)

64

6. ควรท าอนดเคเตอรแบลงค (indicator blank) ดวยแลวน าปรมาตรของแบลงคไปลบออกจากปรมาตรไทแทรนตทใชในการไทเทรตกบตวอยาง แตถาวธการทใชหาความเขมขนทแนนอนของสารละลายมาตรฐานเปนวธการเดยวกบทใชในการวเคราะหตวอยาง ความผดพลาดจากการใชอนดเคเตอรทเกดขนในการไทเทรตจะหกลบกนพอด กรณนไมตองท าอนดเคเตอรแบลงค 7. ควรท าการทดลองใหไดผลใกลเคยงกนมากทสดอยางนอย 3 คา แลวค านวณผลทไดตามหลกสถต

ชนดของปฏกรยาเคมทใชในวธปรมาตรวเคราะห ปฏกรยาเคมทเกดขนส าหรบการวเคระหโดยปรมาตรมหลายประเภทขนอยกบชนดของการไทเทรต ซงสามารถจ าแนกไดดงน 1. แบงตามการเปลยนแปลงเลขออกซเดชน สามารถแบงได 2 ประเภท ดงน (นงนตย มรกต, 2541 : 98) 1.1 ประเภททไมมการเปลยนแปลงเลขออกซเดชนเปนปฏกรยาทมการรวมตวกบไอออนตาง ๆ โดยไมมการเปลยนแปลงของไอออนทท าปฏกรยากน 1.2 ประเภททมการเปลยนแปลงเลขออกซเดชน เปนปฏกรยาทเรยกวา ปฏกรยาออกซเดชน-รดกชน หรอเรยกสน ๆ วา ปฏกรยารดอกซ เปนปฏกรยาทมการเคลอนทของอเลกตรอน โดยสารทเกดปฏกรยาออกซเดชนจะท าหนาทใหอเลกตรอน สวนสารทเกดปฏกรยารดกชนจะท าหนาทรบอเลกตรอน 2. แบงตามชนดของปฏกรยาทเกดขนได สามารถแบงได 4 ประเภท ดงน 2.1 ปฏกรยากรด-เบส การไทเทรตดวยปฏกรยากรด-เบส (acid-base titration หรอ neutralization titration) สามารถใชในการหาปรมาณไดกบสารทมคณสมบตเปนกรด-เบส ทงสารอนทรยและสารอนนทรย โดยการไทเทรตกบสารละลายมาตรฐานกรดแกหรอเบสแก สามารถเขยนปฏกรยาไดดงสมการท 3.2 และภาพประกอบท 3.8

H3O+(aq) + OH- (aq) 2H2O(l) (3.2)

65

ภาพประกอบท 3.8 ปฏกรยากรด-เบส ทมา : Bishop, M. (n.d. : 182)

2.2 ปฏกรยาการตกตะกอน การไทเทรตแบบตกตะกอน (Precipitation titration) เมอไทแทรนตท าปฏกรยากบสารทตองการวเคราะหในตวอยาง เกดเปนตะกอนทมคาการละลายต า เชน การไทเทรตระหวางสารละลาย NaCl กบสารละลายมาตรฐาน AgNO3 จะเกดตะกอนสขาวของ AgCl ทมคาการละลายต า ดงสมการท 3.3

Ag+(aq) + Cl- (aq) AgCl (s) (3.3)

2.3 ปฏกรยาการเกดสารประกอบเชงซอน การไทเทรตดวยปฏกรยาการเกดสารประกอบเชงซอน (complexometric titration หรอ complex-formation titration) เกยวของกบปฏกรยาระหวางไอออนของโลหะ ซงเปนสารทตองการวเคราะหกบลแกนดเกดเปนสารประกอบเชงซอนทเสถยรและละลายน าไดด เชน การไทเทรตระหวาง Ca2+ กบ EDTA ตวอยางสารประกอบเชงซอนแสดงดงภาพประกอบท 3.9

ภาพประกอบท 3.9 สารประกอบเชงซอนของ Cu2+ กบ ไกลซน ทมา : Skoog, D.A., West, D.M., Holler, F.J. & Crouch, S.R. (2013 : 401)

66

2.4 ปฏกรยาออกซเดชน-รดกชน หรอปฏกรยารดอกซ การไทเทรตของปฏกรยาออกซเดชน-รดกชน หรอปฏกรยารดอกซ

(Oxidation-reduction titration หรอ Redox titration) จะมการถายเทอเลกตรอนของสารทตองการวเคราะหกบไทแทรนต สารทนยมน ามาใชเปนไทแทรนต เชน KMnO4 หรอ Na2S2O3 เปนตน ตวอยางปฏกรยารดอกซแสดงดงภาพประกอบท 3.10

ภาพประกอบท 3.10 ปฏกรยารดอกซ ทมา : Bishop, M. (n.d. : 211)

ชนดของการไทเทรตและการค านวณทางปรมาตรวเคราะห ชนดของการไทเทรตสามารถแบงไดเปน 3 แบบ คอ การไทเทรตแบบโดยตรง (direct titration) การไทเทรตแบบโดยออม (indirect titration) และการไทเทรตแบบยอนกลบ (back titration) ซงการไทเทรตแตละแบบมการค านวณทเกยวของดงน (ปยะเนตร จนทรถระตกล, 2557 : 72-75) 1. การไทเทรตแบบโดยตรง การไทเทรตแบบโดยตรง เปนวธทไทแทรนตท าปฏกรยากบสารทตองการวเคราะหโดยตรง โดยน าสารละลายตวอยาง (A) ททราบปรมาตรไปไทเทรตมาท าปฏกรยากบสารละลายมาตรฐาน (B) ซงท าหนาทเปนไทแทรนต และมอนดเคเตอรส าหรบบงบอกจดยต ดงปฏกรยา A + B P

67

2. ไทเทรตแบบโดยออม การไทเทรตแบบโดยออม เปนวธทใชปฏกรยาเบองตนโดยสารทตองการวเคราะห (A) ททราบปรมาตร มาท าปฏกรยากบสารละลายชนดหนง (B) ททราบปรมาณมากเกนพอ เกดเปนสารผลตภณฑ (C) หลงจากนน ท าการไทเทรตผลตภณฑทเกดขนดวยสารละลายมาตรฐาน (D) ซงท าหนาทเปนไทแทรนตและมอนดเคเตอรส าหรบบงบอกจดยต ดงปฏกรยา

A + B (มากเกนพอ) C C + D (ไทแทรนต) P 3. การไทเทรตแบบยอนกลบ การไทเทรตแบบยอนกลบ นจะใชในกรณทไมสามารถมองเหนการเปลยนแปลงทจดยตหรอไมสามารถหาอนดเคเตอรทเหมาะสมได การไทเทรตแบบยอนกลบ ท าไดโดยน าสารละลายทตองการวเคราะห (A) ททราบปรมาตร มาท าปฏกรยากบสารละลายมาตรฐานชนดท 1 (B) ททราบทงปรมาตรและความเขมขน โดยเตมลงไปใหมากเกนพอ สารละลายมาตรฐานนสวนหนงจะท าปฏกรยากบสารทตองการวเคราะหจนหมด จากนนท าการไทเทรตสวนทเหลอของสารละลายมาตรฐานนกบสารละลายมาตรฐานชนดท 2 (C) จะท าใหทราบปรมาณของสารละลายมาตรฐานชนดท 1 ทเหลออย จ านวนโมลของสารทตองการวเคราะห (A) ทท าปฏกรยากบสารละลายมาตรฐานชนดท 1 (B) หาไดจากจ านวนโมลของสารละลายมาตรฐาน B ทเตมลงไปลบดวยจ านวนโมลของสารละลายมาตรฐาน B ทเหลอ ดงปฏกรยา A + B (มากเกนพอ) product

B (ทเหลอ) + C (ไทแทรนต) product

ตวอยางท 3.1 ในการหาปรมาณของ NaHCO3โดยชงตวอยางมา 0.512 g ละลายตวอยาง

แลวน ามาไทเทรตกบสารละลายมาตรฐาน H2SO4 เขมขน 0.1000 M พบวาทจดยตใชสารละลายมาตรฐานไป 10.20 mL จงค านวณหารอยละของ NaHCO3 ทมในตวอยาง (MW NaHCO3 = 84) ปฏกรยาทเกยวของ

2 NaHCO3 + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O + 2CO2

68

จากปฏกรยาพบวา NaHCO3 ท าปฏกรยากบ H2SO4 ในอตราสวน 2:1 ดงนนจ านวนโมลของ H2SO4 ทท าปฏกรยากบ NaHCO3 ในตวอยาง = (0.1000 x 10.20)/1000 = 0.00102 mol ดงนนจ านวนโมลของ NaHCO3 ในตวอยาง = 0.00102 x 2 M = 0.00204 mol คดเปนกรมได = 0.00204 x 84 = 0.17 g

ดงนนตวอยาง 0.512 g ประกอบดวย NaHCO3 0.17 g

ตวอยาง 100 g ประกอบดวย NaHCO3 = (0.17 x 100)/ 0.512 = 33.20

ดงนนตวอยางนมความบรสทธ 33.20%

ตวอยางท 3.2 จงค านวณหาความเขมขนของสารละลาย BaCl2 ในหนวยโมลาร โดยการ

ไทเทรตกบ Na2SO4 0.5000 g ทมความบรสทธ 95% พบวาทจดยตใชสารละลาย BaCl2 ไป 40.0 mL

ปฏกรยาทเกยวของ

Ba2+ + SO42- BaSO4

เนองจากของแขง Na2SO4 มความบรสทธ 95% ดงนนถาชงตวอยาง 0.5000 g จะม Na2SO4

= (0.5 x 95) /100 = 0.475 g

จ านวนโมลของสาร = 0.475/142 = 0.00334 mol จากปฏกรยาพบวา Ba2+ เกดปฏกรยากบ SO4

2- ดวยอตราสวน 1:1 ดงนนจ านวนโมลของ BaCl2 ทท าปฏกรยาจงเทากบ 0.00334 mol ในสารละลาย BaCl2 ปรมาตร 40 mL มเนอสาร 0.00334 mol ในสารละลาย BaCl2 ปรมาตร 1000 mL มเนอสาร (0.00334 x 1000)/40 = 0.0835

ดงนนความเขมขนของสารละลาย BaCl2 เทากบ 0.0835 M

69

สรป การวเคราะหโดยปรมาตร เปนวธการวเคราะหเชงปรมาณโดยการวดปรมาตรของสารตวอยางกบสารละลายมาตรฐานทท าปฏกรยาพอดกน ซงจดทสารท าปฏกรยาพอดกนเรยกวา จดสมมล โดยปกตแลวจดสมมลจะไมสามารถสงเกตไดดวยตาเปลา ดงนนจงมการเตมอนดเคเตอรลงไปเพอใหสงเกตเหนการเปลยนแปลงเมอสารท าปฏกรยาพอดกนโดยสงเกตจากการเปลยนสของอนดเคเตอรและเรยกจดทอนดเคเตอรเปลยนสวา จดยต ส าหรบสารมาตรฐานทใชในการวเคราะหม 2 ชนด คอ สารมาตรฐานปฐมภม เปนสารมาตรฐานททราบความเขมขนและองคประกอบทแนนอน และสารมาตรฐานทตยภม เปนสารละลายมาตรฐานทกอนน าไปใชในการไทเทรตตองท าการหาความเขมขนทแนนอนโดยการไทเทรตกบสารละลายมาตรฐานปฐมภมกอนสวนปฏกรยาทเกดขนในการวเคราะหโดยปรมาตรสามารถแบงเปน 4 ชนด คอ ปฏกรยากรด-เบส ปฏกรยาการตกตะกอน ปฏกรยาการเกดสารประกอบเชงซอน และ ปฏกรยาออกซเดชน-รดกชน หรอปฏกรยารดอกซ ซงการไทเทรตนนสามารถแบงไดเปน 3 ประเภท คอ การไทเทรตแบบตรง เปนวธการวเคราะหโดยใหสารตวอยางท าปฏกรยาโดยตรงกบสารละลายมาตรฐาน การไทเทรตแบบออม เปนวธการวเคราะหโดยการเตมสารททราบความเขมขนแนนอนลงไปท าปฏกรยากบสารตวอยางในปรมาณมากเกนพอจากนนไทเทรตหาปรมาณทเหลอของสารทเตมลงไปดวยสารละลายมาตรฐาน และ การไทเทรตแบบยอนกลบ นจะใชในกรณทไมสามารถมองเหนการเปลยนแปลงทจดยตหรอไมสามารถหา อนดเคเตอรทเหมาะสมได

70

71

ค าถามทายบทท 3 1. Titrant กบ Titrand คออะไร และเกยวของกบการวเคราะหโดยปรมาตรอยางไรอธบาย 2. จงบอกความแตกตางของจดสมมลกบจดยต 3. สารละลายมาตรฐานปฐมภมและสารละลายมาตรฐานทตยภมมคณสมบตแตกตางกนอยางไร 4. จงอธบายหลกการวเคราะหโดยวธปรมาตรวเคราะหมาพอสงเขป 5. ใหยกตวอยางการไทเทรตแบบตกตะกอนอยางนอย 2 ตวอยาง 6. การไทเทรตแบบโดยตรงกบการไทเทรตแบบออมแตกตางกนอยางไร 7. การไทเทรตแบบยอนกลบควรเลอกวธนวเคราะหหาปรมาณสารตวอยางในกรณเชนใด 8. ในการหาปรมาณคลอไรดในตวอยาง (ในหนวย %w/w) โดยน าสารตวอยาง 0.485 g มาไทเทรต

ดวย สารละลายมาตรฐานซลเวอรไนเตรต เขมขน 0.1060 M ปรมาตร 37.8 mL 9. จงหาปรมาณ H2S ในหนวย mg/L ในตวอยางน ากรอย 100 mL โดยน าน าตวอยางมาไทเทรตดวย

สารละลายมาตรฐานซลเวอรไนเตรตเขมขน 0.0131 M ปรมาตร 8.75 mL 10. วตามนซ (C6H8O6) ท าปฏกรยากบไตรไอโอไดด (I3

-) เกดปฏกรยาดงสมการ C6H8O6 + I3

- C6H6O6 + 3I- + 2H+ จงค านวณหาความเขมขนของวตามนซ (ในหนวย %w/w ) ในตวอยางยา 0.4242 g โดยในการไทเทรต ใชสารละลายไตรไอโอไดด (I3

-) 0.038 M ปรมาตร 31.63 mL

72

73

เอกสารอางอง คงศกด ปตตาฤทธ. (2558). ปรมาณวเคราะห. อยธยา : มหาวทยาลยราชภฏพระนครศรอยธยา. ชตมา ศรวบลย. (2549). คมอเคมวเคราะห 1. กรงเทพฯ : มหาวทยาลยรามค าแหง. . . (2556). เคมวเคราะห 1. กรงเทพฯ : มหาวทยาลยรามค าแหง. ธนากร เปลองกลาง. (2550). เคมวเคราะห. นครราชสมา : มหาวทยาลยราชภฏนครราชสมา. นงนตย มรกต. (2541). เคมวเคราะห. มหาสารคาม : มหาวทยาลยมหาสารคาม. ปยะเนตร จนทรถระตกล. (2557). การวเคราะหทางเคมเชงปรมาณ. มหาสารคาม :

ตกสลาการพมพ. ประสทธ มกดา. (2547). เคมวเคราะห. บรรมย : มหาวทยาลยราชภฏบรรมย. พรพรรณ อดมกาญจนนนท และสชาดา จอนวฒนกล. (2551). เคมปรมาณวเคราะห : เทคนคและ

การทดลอง. กรงเทพฯ : ส านกพมพแหงจฬาลงกรณมหาวทยาลย. อภชย ศวประภากร. (2551). เคมวเคราะห. อบลราชธาน : มหาวทยาลยอบลราชธาน. Bishop, M. (n.d.). An Introduction to Chemistry. n.p. Myers, T.R., Oldham, K.B. & Tocci, S. (2006). Chemistry. United States of America : Holt. Skoog, D.A., West, D.M., Holler, F.J. & Crouch, S.R. (2013). Fundamentals of Analytical

Chemistry 9th edition. United States: Cengage Learning Brooks/Cole.

74