จดพมพโดย บรษท ส�ำนกพมพเอมพนธ จ�ำกด ฝำยกำรตลำด, ฝำยกำรเงนและบญช, ฝำยผลตและจดสง : ๖๙/๑๐๙หม๑ซ.พระแมการณยต.บานใหมอ.ปากเกรดจ.นนทบร๑๑๑๒๐ โทร.๐๒๕๘๔๕๘๘๙,๐๒๕๘๔๕๙๙๓,๐๒๙๑๖๔๕๘๐-๒โทรสาร๐๒๙๖๑๕๕๗๓ ฝำยวชำกำร : ๘๗/๑๒๒ถ.เทศบาลสงเคราะหแขวงลาดยาวเขตจตจกรกรงเทพฯ๑๐๙๐๐ โทร.๐๒๙๕๔๔๘๑๘-๒๐,๐๒๙๕๓๘๑๖๘-๙โทรสาร๐๒๕๘๐๒๙๒๓

สงวนลขสทธตำมพระรำชบญญต ลขสทธเปนของบรษท ส�ำนกพมพเอมพนธ จ�ำกด

ผเรยบเรยงผศ.ดร.ศรขวญทนรตน ปร.ด.(เภสชศาสตรชวภาพ),วท.บ.(เทคโนโลยอตสาหกรรมเกษตร)

ผตรวจดร.พนธวดวฒนสน ปร.ด.(เคมวเคราะห),วท.บ.(เคม)ดร.ปยวรรณพนส ปร.ด.(เคมวเคราะห),วท.บ.(เคม)ดร.สธชาจนทะ ปร.ด.(เคม),วท.ม.(เทคนคการแพทย),วท.บ.(เทคนคการแพทย)

บรรณำธกำรดร.พนทวแซเตย ปร.ด.(เคมวเคราะห),วท.ม.(เคมอนนทรย),วท.บ.(เคม)

ปทพมพ๒๕๖๓พมพครงท๑จ�านวน๕,๐๐๐เลมISBN : 978-616-07-2026-2

เคม กลมส�ระก�รเรยนรวทย�ศ�สตรและเทคโนโลย

ชนมธยมศกษาปท 5 เลม 2 เวล�60ชวโมงจำ�นวน1.5หนวยกต

การศกษาเกยวกบทฤษฎกรด-เบสของอารเรเนยส ทฤษฎกรด-เบสของเบรนสเตด-ลาวร

ทฤษฎกรด-เบสของลวอส การแตกตวของกรด-เบส การแตกตวของน�าบรสทธ การแตกตวของ

กรดโพลโปรตกอนดเคเตอร ปฏกรยาไฮโดรลซส คาคงทสมดลของปฏกรยาไฮโดรลซส สารละลาย

ซฟเฟอร การไทเทรตกรด-เบส ปฏกรยาไฟฟาเคม การดลสมการรดอกซ คาตางศกยไฟฟา

มาตรฐานของครงเซลล เซลลอเลกโทรไลต และเทคโนโลยทเกยวของกบเซลลไฟฟาเคม

เพอใหนกเรยนไดศกษา คนควา และน�าไปใชในชวตประจ�าวนเพอใหมคณลกษณะอนพงประสงค

พรอมทงคณธรรมและจรยธรรม การแกปญหา มความรบผดชอบ และตระหนกถงวทยาศาสตรใน

กระบวนการทางวทยาศาสตร เทคโนโลย และความสมพนธทเกยวของกบสงแวดลอม

1 ระบและอธบายวาสารเปนกรดหรอเบสโดยใชทฤษฎ

กรด-เบสของอารเรเนยส เบรนสเตด-ลาวร และลวอส

2 ระบค กรด-เบสของสารตามทฤษฎกรด-เบสของ

เบรนสเตด-ลาวร

3 ค�านวณและเปรยบเทยบความสามารถในการแตกตว

หรอความแรงของกรดและเบส

4 ค�านวณคา pH ความเขมขนของไฮโดรเนยมไอออน

หรอไฮดรอกไซดไอออนของสารละลายกรดและเบส

5 เขยนสมการเคมแสดงปฏกรยาสะเทน และระบความ

เปนกรด-เบสของสารละลายหลงการสะเทน

6 เขยนปฏกรยาไฮโดรลซสของเกลอและระบความเปน

กรด-เบสของสารละลายเกลอ

7 ทดลอง และอธบายหลกการไทเทรต และเลอกใช

อนดเคเตอรทเหมาะสมส�าหรบการไทเทรตกรด-เบส

8 ค�านวณปรมาณสารหรอความเขมขนของสารละลาย

กรดหรอเบสจากการไทเทรต9 อธบายสมบต องคประกอบ และประโยชนของ

สารละลายบฟเฟอร10 สบคนขอมล และน�าเสนอตวอยางการใชประโยชน

และการแกปญหาโดยใชความรเกยวกบกรด-เบส

11 ค�านวณเลขออกซเดชน และระบปฏกรยาทเปน

ปฏกรยารดอกซ

12 วเคราะหการเปลยนแปลงเลขออกซเดชนและระบ

ตวรดวซและตวออกซไดส รวมทงเขยนครงปฏกรยา

ออกซเดชนและครงปฏกรยารดกชนของปฏกรยารดอกซ

13 ทดลอง และเปรยบเทยบความสามารถในการเปน

ตวรดวซหรอตวออกซไดส และเขยนแสดงปฏกรยารดอกซ

14 ดลสมการรดอกซดวยการใชเลขออกซเดชนและ

วธครงปฏกรยา

15 ระบองคประกอบของเซลลเคมไฟฟา และเขยนสมการ

เคมของปฏกรยาทแอโนดและแคโทด ปฏกรยารวม

และแผนภาพเซลล

16 ค�านวณคาศกยไฟฟามาตรฐานของเซลลและระบประเภท

ของเซลลเคมไฟฟา ขวไฟฟาและปฏกรยาเคมทเกดขน

17 อธบายหลกการท�างาน และเขยนสมการแสดงปฏกรยา

ของเซลลปฐมภมและเซลลทตยภม

18 ทดลองชบโลหะและแยกสารเคมดวยกระแสไฟฟา และ

อธบายหลกการทางเคมไฟฟาทใชในการชบโลหะ

การแยกสารเคมดวยกระแสไฟฟา การท�าโลหะใหบรสทธ

และการปองกนการกดกรอนของโลหะ

19 สบคนขอมล และน�าเสนอตวอยางความกาวหนาทาง

เทคโนโลยทเกยวของกบเซลลเคมไฟฟาในชวตประจ�าวน

ผลก�รเรยนร

คำ�อธบ�ยร�ยวช�เพมเตม

คำ�นำ�คำ�นำ�หนงสอเรยนรายวชาเพมเตมวทยาศาสตรและเทคโนโลย เคม

ชนมธยมศกษาปท๕เลม ๒ ไดเรยบเรยงขนตามผลการเรยนรกลมสาระการเรยนร

วทยาศาสตรและเทคโนโลย(ฉบบปรบปรงพ.ศ.๒๕๖๐)ตามหลกสตรแกนกลาง

การศกษาขนพนฐานพทธศกราช๒๕๕๑

เนอหาในหนงสอเลมนแบงออกเปน๒หนวยการเรยนร ประกอบดวย

สมดลและปฏกรยากรด-เบส และปฏกรยาไฟฟาเคม นอกจากนในหนงสอ

ยงมQRCode(QuickResponseCode) ทเขาผานระบบLINEหรอแอปพลเคชน

ส�าหรบอานQRCodeเพอใหนกเรยนไดเขาถงขอมลและสอการเรยนรอนๆอกดวย

หวงเปนอยางยงวา หนงสอเรยนรายวชาเพมเตมวทยาศาสตรและ

เทคโนโลย เคม ชนมธยมศกษาปท ๕ เลม ๒ เลมน จะอ�านวยประโยชน

ตอผสอนทจะน�าไปประยกตใชในการจดการเรยนร เพอใหนกเรยนไดพฒนา

เตมตามศกยภาพและบรรลตามเปาหมายของหลกสตรตอไป

ฝายวชาการบรษทส�านกพมพเอมพนธจ�ากด

ผลการเรยนรสาระการเรยนร

1 ระบและอธบายวาสารเปนกรดหรอเบสโดยใชทฤษฎกรด-เบส ของอารเรเนยสเบรนสเตด-ลาวรและลวอส2 ระบคกรด-เบสของสารตามทฤษฎกรด-เบสของเบรนสเตด-ลาวร3 ค�านวณและเปรยบเทยบความสามารถในการแตกตวหรอความแรง

ของกรดและเบส4 ค�านวณคาpHความเขมขนของไฮโดรเนยมไอออนหรอไฮดรอกไซด

ไอออนของสารละลายกรดและเบส5 เขยนสมการเคมแสดงปฏกรยาสะเทนและระบความเปนกรด-เบส ของสารละลายหลงการสะเทน6 เขยนปฏกรยาไฮโดรลซสของเกลอและระบความเปนกรด-เบสของ สารละลายเกลอ7 ทดลอง และอธบายหลกการไทเทรต และเลอกใชอนดเคเตอรท เหมาะสมส�าหรบการไทเทรตกรด-เบส8 ค�านวณปรมาณสารหรอความเขมขนของสารละลายกรดหรอเบส จากการไทเทรต9 อธบายสมบตองคประกอบและประโยชนของสารละลายบฟเฟอร10 สบคนขอมล และน�าเสนอตวอยางการใชประโยชน และการแก ปญหาโดยใชความรเกยวกบกรด-เบส

1 ทฤษฎกรด-เบสของอารเรเนยสเบรนสเตด-ลาวรและลวอส2 การระบคกรด-เบสของสารตามทฤษฎกรด-เบสของเบรนสเตด- ลาวร3 การค�านวณและเปรยบเทยบความสามารถในการแตกตวหรอ ความแรงของกรดและเบส4 การค�านวณคา pH ความเขมขนของไฮโดรเนยมไอออนหรอ ไฮดรอกไซดไอออนของสารละลายกรดและเบส5 สมการเคมแสดงปฏกรยาสะเทนและระบความเปนกรด-เบสของ สารละลายหลงการสะเทน6 ปฏกรยาไฮโดรลซสของเกลอและระบความเปนกรด-เบสของ สารละลายเกลอ7 หลกการไทเทรต และการเลอกใชอนดเคเตอรทเหมาะสมส�าหรบ การไทเทรตกรด-เบส8 การค�านวณปรมาณสารหรอความเขมขนของสารละลายกรดหรอ เบสจากการไทเทรต9 สมบตองคประกอบและประโยชนของสารละลายบฟเฟอร10 การใชประโยชนและการแกปญหาโดยใชความรเกยวกบกรด-เบส

แนวคด

การศกษาสมดลเคมทเกดขนผานปฏกรยาระหวางกรดและเบสชวยใหเกดการน�าไปใชประโยชนในดานตาง ๆ อาทเชน การน�า

ไฮดรอกไซดของอะลมเนยมมาใชเปนยาลดกรดในกระเพาะอาหาร, การปรบปรงสภาพดนทเปนกรดโดยการเตมเบสอยางแคลเซยม

ไฮดรอกไซดรวมถงเกลอชนดตางๆทเปนผลจากปฏกรยาสะเทนของกรดและเบสตลอดจนฝกทกษะการค�านวณส�าหรบหองปฏบต

การในการไทเทรตและเลอกใชอนดเคเตอรทเหมาะสม

สมดลและปฏกรยากรด-เบส

หนวยการเรยนรท 4

ส�รบญส�รบญ

• ทฤษฎกรด-เบส

• การแตกตวของกรด-เบส

• คาคงทการแตกตวกรด-เบส

• ความแรงของกรด-เบส

• การแตกตวของน�าบรสทธ

• การแตกตวของกรดโพลโปรตก

• pH และ pOH ของสารละลาย

• อนดเคเตอร

• ปฏกรยาไฮโดรลซส

• คาคงทสมดลของปฏกรยาไฮโดรลซส

• สารละลายบฟเฟอร

• การไทเทรตกรด-เบส

• การใชประโยชน และการแกปญหา

โดยใชความรเกยวกบกรด-เบส

• กจกรรมสงเสรมการเรยนร

• ปฏกรยาไฟฟาเคม

• การดลสมการรดอกซ

• คาตางศกยไฟฟามาตรฐานของครงเซลล

• เซลลอเลกโทรไลต

• เทคโนโลยทเกยวของกบเซลลไฟฟาเคม

ในชวตประจ�าวน

• กจกรรมสงเสรมการเรยนร

3

11

18

19

30

33

36

43

46

50

54

58

64

70

80

92

112

126

134

139

148บรรณ�นกรม

หนวยการเรยนรท 4

สมดลและปฏกรยา

กรด-เบส

สมดลและปฏกรยา

กรด-เบส

หนวยการเรยนรท 5

ปฏกรยาไฟฟาเคม ปฏกรยาไฟฟาเคม

3

สวานเตอารเรเนยส(SvanteArrhenius)นกเคมชาวสวเดนใหนยามกรด-เบสไวดงน

1 กรด (Acid)คอสารทเมอละลายน�าแลวแตกตวให H+

เชนHCl,H2SO

4,HNO

3 เปนตน

Ex : HCl H+ +Cl−

HCO3

- H+ + CO3

2-

ทฤษฏกรด – เบส

นยามของอารเรเนยสมขอจ�ากด คอ 1) สารทมสมบตเปนกรดและเบส จะตองละลายน�าได

เทานน(มH+และOH−)ในความเปนจรงปฏกรยาเคมไม

จ�าเปนตองเกดขนในตวท�าละลายน�า

2) สารบางตวไมมหมOHเปนองคประกอบในโมเลกล

แตมสมบตเปนเบสเชนNH3

2 เบส (Base)คอสารทละลายน�าแลวแตกตวให OH−

เชนNaOH,KOH,Ca(OH)2,Ba(OH)

2เปนตน

Ex : KOH K++OH−

Ca(OH)2 Ca

2

+

+2OH−

• ทฤษฎกรด-เบสของอารเรเนยส

2

สมบตบางประการของสารละลายกรดและสารละลายเบส

1 เปลยนสกระดาษลตมสจากสน�าเงนเปนสแดง[กรด= แดง ]

2 บางชนดมรสเปรยวมฤทธกดกรอน

3 ท�าปฏกรยากบโลหะบางชนดเชนMg,ZnฯลฯใหแกสH2

4 ท�าปฏกรยากบเบสไดเกลอกบน�า

5 น�าไฟฟาได

ตวอยาง : น�ามะนาว / แอสไพรน / น�ายาลางหองน�า /

Vitamin C

1 เปลยนสกระดาษลตมสจากสแดงเปนสน�าเงน[เบส= น�าเงน ]

2 มรสฝาดลนมอคลายสบ

3 สวนใหญไมท�าปฏกรยากบโลหะทอณหภมปกต

4 ท�าปฏกรยากบกรดไดเกลอกบน�า

5 น�าไฟฟาได

ตวอยาง : ยาลดกรด / น�าปนใส / น�าขเถา / ผงซกฟอก /

น�ายาลางจาน /

ตวอยาง : เกลอแกง (NaCl), แอมโมเนยคลอไรด(NH4Cl),

แคลเซยมคารบอเนต (CaCO3), ยปซม(CaCO

4)

สารละลายกรด

สารละลายเบส

กลาง

สมดลและปฏกรยากรด-เบส

5

• ทฤษฎกรด – เบสของลวอส

กรดหมายถงสารทสามารถรบคอเลกตรอน(e-)จากสารอน

เบส หมายถงสารทสามารถใหคอเลกตรอน(e-)แกสารอน

คอเลกตรอน หมายถง เวเลนซอเลกตรอนสองตวทไมไดใชในการสรางพนธะ หรอ

อเลกตรอนคโดดเดยว (lone pair electron) โดยพนธะทเกดขนระหวางกรดลวอสและ

เบสลวอสเปนพนธะโคออรดเนตโคเวเลนต(coordinatecovalentbond)เชนสารBม

อเลกตรอนคโดดเดยวเหลออยางนอยหนงคในขณะทสารAมออรบทลวางพอทจะสามารถ

รบคอเลกตรอนได

NH3+H

2O NH

4

+ +OH-

เบส1กรด2กรด1เบส2

NH3 เปนเบสจะรบH+ จากH

2OซงเปนกรดแลวNH

3กลายเปน NH

4

+

NH4

+ +H2O H

3O++NH

3

กรด1เบส2กรด2เบส1

NH4

+ เปนสารทใหH+ดงนน NH4

+

จงเปนกรดสวนH2OเปนสารทรบH+

ดงนนH2Oจงเปนเบส

ปฏกรยาระหวางNH3กบH+

H++NH3 NH

4

+

Coordinationกรดลวอส

H++NH N+

เบสลวอส

H HH H

H

H

4

ตวอยางท 1

จากนยามของอารเรเนยส จงจ�าแนกสารใดวาเปนกรด, เบสหรอเกลอ

และหากเปนเกลอเกดจากกรดและเบสใด

7 HF =

8 ZnI2 =

9 Li2SO

4 =

10CH3COOH =

11Ca(NO3)

2 =

12NaHSO4 =

1 HCN =

2 H2SO

4 =

3 HNO3 =

4 Ca(OH)2 =

5 CH3COONH

4 =

6 KBr =

• ทฤษฎกรด-เบสของเบรนสเตด-ลาวร

โยฮนเนสเบรนสเตด(J.NBronsted)นกวทยาศาสตรชาวเดนมารกและมารตนลาวร

(MartinLowry)นกวทยาศาสตรชาวองกฤษไดใหนยามของกรด-เบสไดดงน

1 กรด (Acid) คอ สารทใหโปรตอน (H+) แก สารอน

2 เบส (Base) คอ สารทรบโปรตอน (H+) จาก สารอน

ตองพจารณาสองสวนควบคกน คอ สารทเปนกรดและเบส

เชน HCl +H2O H

3O++Cl-

กรด1 เบส2 กรด2เบส1

HClเปนกรดและH2OจะเปนเบสเนองจากรบH+มาจากHCl

7

HCN(aq)+H2O(l)CN-(aq)+H

3O+(aq)

คกรด–เบส

คกรด–เบส ไฮโดรเนยมไอออน

HCNเปนคกรดของCN-หรอCN-เปนคเบสของHCN

H3O+เปนคกรดของH

2OหรอH

2OเปนคเบสของH

3O+

• คกรด – เบสตามทฤษฎเบรนสเตด – ลาวร

สนใจในปฏกรยาทผนกลบไดกลาวคอการถายเทไอออนระหวางกรดไปยงเบสทงดาน

ซายและขวามอของสมการโดยมกรดอยทางดานหนงและเบสอกทางดานหนงของสมการ

มสตรตางกนเพยงH+1ตวเชน

เราเรยกสารคนวาเปน “คกรด – เบส” ซงกนและกน ตามทฤษฎกรด-เบสของ

เบรนสเตด-ลาวรเชน

การแตกตว

Acid1 - Base1 เปนคกรด - เบสกน

Acid2 - Base2 เปนคกรด - เบสกน

คกรดเบส จะมหนาตา

เหมอนกน คทเปนกรดจะม

H > 1 ตว

NH3+H

2ONH

4

++OH- CH3COOH+H

2OCH

3COO-+H

3O+

-H2OเปนคกรดของเบสOH-

-NH3 เปนคเบสของกรดNH

4

+ -CH

3COOHเปนคกรดของเบสCH

3COO-

-H2OเปนคเบสของกรดH

3O+

6

คกรด – เบส

1 เกดจากการผนกลบไดและมการถายเทโปรตอนระหวางกรด เบส

2 คกรด–เบสจะอยคนละฝงของสมการเสมอ

3 ตวทมHมากกวาจะท�าหนาทเปนกรด

4 ตวทมHนอยกวาจะท�าหนาทเปนเบส

จ�าไวนะ!

กรด เบส กลาง

ปฏกรยาระหวางBF3และNH

3

BF3 +NH

3 BF

3NH

3

กรดลวอส เบสลวอส

B+NH BNHH

HF F

F F H

F F H

9

ตวอยางท4

จงเขยนคเบสของ H2S, HCN และ OH−

คเบสของ H2SคอHS-

HCNคอCN-

OH-คอO2-

ตวอยางท5

จงเขยนคกรดของ C5H

5N, CO

3

2−และ Br−

คกรดของ C5H

5N คอC

5H

5N+

CO3

2- คอHCO3

-

Br- คอHBr

สารตวเดยวกนเปนไดทงกรดและเบสหมายถงสารทใหหรอรบโปรคอนได

เรยกวาสารแอมโฟเทอรก (Amphoteric substances)

H2Oเปนไดทงกรดและเบส(สภาวะปกตจะเปนกลาง)

รวมถงพวกไอออนลบอนๆทมH+ เหลออย

ตวอยาง เชน

HS- NO3

-

HSO3

- NH4

+

H2S

H+

H2O+S2-OH-

H2SO

3 H2

O+SO2

H+

H2O+SO

3

2-OH-

HNO3

H+

ไมเกดOH-

ไมเกดH+

H2O+NH

3OH-

8

ตวอยางท3

จงพจารณาสมการตอไปน

SH-+OH- H2O+S2-

- SH-เปนคกรดของS2- OH-เปนคเบสของH2O

- S2-เปนคเบสของSH- H2OเปนคกรดของOH-

HCO3-+H2O H3

O+ + CO3

2-

- HCO

3

- เปนคกรดของCO3

2-

H2OเปนคเบสของH

3O+

- CO3

2-

เปนคเบสของHCO3

- H3O+เปนคกรดของH

2O

H2SO

3

-

+H2O OH

-+H2SO

4

- H2SO

3

- เปนคกรดของH2SO

4 OH-เปนคเบสของH

2O

- H2SO

4เปนคเบสของH

2SO

3

- H2OเปนคกรดของOH-

HNO3+CN- NO2

- +HCN

- HNO3เปนคกรดของNO

2

- CN-เปนคเบสของHCN

- NO2

-

เปนคเบสของHNO3 HCNเปนคกรดของCN-

ตวอยางท2

จงตอบค�าถามตอไปน

กรด1เบส1 กรด2เบส2

HNO3+F- HF+NO3

-

NO3

- เปนคเบสของHNO3และHFเปนคกรดของF-

HF ท�าหนาทเปนกรดหรอเบสและNO3

- ท�าหนาทเปนกรดหรอเบส

คกรดเบส ไดแกHF เปนคกรดของF- NO3

- เปนคเบสของHNO3

F-เปนคเบสของHFHNO3เปนคกรดของNO

3

-

11

การแตกตวของกรด-เบส

การแตกตวของกรด-เบสคอความสามารถในการแตกตวใหชนดทแสดงความเปนก

รดหรอเบสในตวท�าละลายหนงๆ ในหนวยการเรยนรนจะอธบายเฉพาะการแตกตวของ

กรด-เบสทมน�าเปนตวท�าละลายเทานน

การแตกตวของกรด-เบสขนอยกบปจจยส�าคญ 2 ประการคอ

1 ชนดของกรดหรอเบส

2 อทธพลของตวท�าละลายโดยตวท�าละลายแบงออกเปน2ชนดคอตวท�าละลายน�า

(aqueoussolvent)และตวท�าละลายทไมใชน�า(non-aqueoussolvent)

โดยทวไปจะศกษาการแตกตวของกรดและเบสใน 2 ลกษณะไดแก

1 การแตกตวของกรดแก-เบสแก

กรดแก (strong acid)หมายถงกรดทสามารถแตกตวเปนH+ไดอยางสมบรณ(100%)

หรอแตกตวใหH+ ไดทงหมดดงนนความเขมขนของH+ทเกดจากการแตกตวจะเทากบ

ความเขมขนเรมตนของกรดแกนนเชน

HCl(aq) H+(aq)+Cl-(aq)

HNO3(aq) H+(aq)+NO

3

- (aq)

เบสแก (strong base)หมายถงเบสทสามารถแตกตวเปนOH-ไดอยางสมบรณ(100%)

แตกตวใหOH-ไดทงหมดดงนนความเขมขนของOH-ทเกดจากการแตกตวจะเทากบ

ความเขมขนเรมตนของเบสแกนนเชน

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

KOH(s) K+(aq)+OH-(aq)

ดงนน

[H+]แตกตว=[HCl]เรมตน

[H+]แตกตว=[HNO3]เรมตน

ดงนน

[OH-]แตกตว=[NaOH]เรมตน

[OH-]แตกตว=[KOH]เรมตน

10

ตวอยางท7

จงจบคกรด–เบส พรอมบอกวาสารตวใดเปนกรดและตวใดเปนเบส

กรดออนเบสออน เบสแกกรดแก 1)CH

3COOH+H

2O CH

3COO–+H

3O+

เบสออนกรดออน กรดแกเบสแก 2)NH

3+H

2O NH

4

++OH–

กรดเบส กรดเบส3)HNO

2+CN– HCN+NO

2

กรดออนเบสออน เบสแกกรดแก4)HCO

3+H

2O CO

3

2-

+H3O+

กรดแกเบสออน กรดออนเบสแก5)HCO

3

- +H2O H

2CO

3 +OH–

กรดแกเบสออนเบสแกกรดแก 6)HS–+H

2O S2–+H

3O+

กรดแกเบสออน กรดออนเบสแก 7)HS–+H

2O H

2S+OH–

ตวอยางท6

เขยนปฏกรยาการแตกตวของสารตอไปนใหสมบรณ

1)H3PO

4 H+ + H

2PO

4

-

2)H2PO

4

- H+ + HPO4

2-

3)HSO4

- +OH- SO4

2- +H2O

4)NaHCO3+H

2O NaCO

3

- +H3O

ตารางแสดงลกษณะของกรด – เบสแก และ กรด – เบสออน

กรดแก กรดทละลายน�าแลวแตกตว

ไดหมด100%ตามสมการ

(ไมมสมดล)

ความเขมขนของH+ท

เกดจากการแตกตวจะ

เทากบความเขมขนเรมตน

ของกรดแกนน

ม7ตวHCl,HBr,HI,

HNO3,HClO

3,HClO

4,

H2SO

4

กรดออน กรดทละลายน�าแลวแตกตว

ไมหมดมภาวะสมดลเกดขน

ความเขมขนของH+ทเกด

จากการแตกตวของกรดออน

จงนอยกวาความเขมขน

เรมตนของกรดนน

กรดทกตวทไมใชกรดแก

เบสแก เบสทละลายน�าแลวแตกตว

ไดหมด100%ตามสมการ

(ไมมสมดล)

ความเขมขนของOH-ท

เกดจากการแตกตวจะ

เทากบความเขมขนเรมตน

ของเบสแกนน

สารประกอบOH-ของหม

IA(XOH)และIIA(X(OH)2)

ม8ตวLiOH,NaOH,

KOH,Ca(OH)2,RbOH,

Sr(OH)2,CsOH,Ba(OH)

2

เบสออน เบสทละลายน�าแลวแตกตว

ไมหมดมภาวะสมดลเกดขน

ความเขมขนของOH-ท

เกดจากการแตกตวของ

เบสออนจงนอยกวาความ

เขมขนเรมตนของเบสนน

เบสทกตวทไมใชเบสแก

มคาทแสดงปรมาณการ

แตกตว

สารละลายกรด สารละลายเบส

1312

2 การแตกตวของกรดออน-เบสออน

กรดออน (weak acid)หมายถงกรดทแตกตวเปนH+ ไดไมสมบรณ(<<100%)

หรอแตกตวใหH+ไดไมทงหมดยงพบกรดออนนนอยในระบบดงนนความเขมขนของ

H+ทเกดจากการแตกตวของกรดออนจงนอยกวาความเขมขนเรมตนของกรดนนเชน

CH3COOH(aq) CH

3COO-(aq)+H+(aq)

COOH(aq) COO-(aq)+H+(aq)

เบสออน (weak base)หมายถงเบสทแตกตวเปนOH-ไดไมสมบรณ(<<100%)

หรอแตกตวใหOH-ไดไมทงหมดยงพบเบสออนนนอยในระบบดงนนความเขมขนของ

OH-ทเกดจากการแตกตวของเบสออนจงนอยกวาความเขมขนเรมตนของเบสนนเชน

NH3(aq)+H

2O(aq) NH

4

+(aq)+OH-(aq)

NH2(aq)+H

2O(aq) NH

3(aq)+OH-(aq)

ดงนน

[OH-]แตกตว<[NH3]เรมตน

[OH-]แตกตว<[NH2]เรมตน

ดงนน

[H+]แตกตว<[CH3COOH]เรมตน

[H+]แตกตว<[COOH]เรมตน

กรดมด หรอ กรดฟอรมก

กรดน�าสม หรอ กรดแอซตก

กรดไฮโดรไซยานก

กรดโฮโดรฟลออรก

ไฮโดรเจนซลไฟด

แอมโมเนยมไฮดรอกไซด

แมกนเซยมไฮดรอกไซด

อะลมเนยมไฮดรอกไซด

ไพรดน

อนลน

HCOOH

CH3COOH

HCN

HF

H2S

NH4OH

Mg(OH)2

Al(OH)3

C5H

5N

C6H

5NH

2

ตวอยางกรดออน

ชอกรด ชอเบสสตรเคม สตรเคม

ตวอยางเบสออน

15

ตวอยางท9

Sr(OH)2 เปนเบสแกเมอน�า Sr(OH)

2 61 กรม มาละลายในน�า 200 cm3

สารละลายทไดจะมความเขมขน OH– ไอออนกโมลตอลตร

(Sr = 88 , O = 16 , H = 1)

วธท�า Sr(OH)2 Sr2+ + 2OH- ;แตกตว100%

gM

W

= CV 2(1,000)

61122 = C×2,000

2(1,000)

C =2.5× 2

=0.15mol/l

∴ สารละลายทไดจะมความเขมขนOH–ไอออนเทากบ0.5mol/dm3 ตอบ

ตวอยางท10

มสารละลาย HNO3 เขมขน 0.2 mol/dm3ปรมาตร 500 cm3 ถาเตมน�าไป

อก 500 cm3 สารละลายใหมทไดจะมความเขมขนของ H3O+ก mol/dm3

วธท�า HNO3+H

2O H

3O+ + NO

3

- ;แตกตว100%

C1V

1=C

2V

2

0.2×500= C2(500+500)

C2= 0.2× 500

1,000 =0.1mol/dm3

∴ สารละลายใหมทไดจะมความเขมขนของH3O+ เทากบ0.1mol/dm3 ตอบ

Sr(OH)2 ;

MW=88+2(16)+2(1)

=122

14

การค�านวณการเตรยมสารละลายกรด – เบส

สตรทใชในการค�านวณการเตรยมสารละลายกรด – เบส

1 mol=

gM

W

= N 6.02× 1023 =

V(cm3) 22.4 = C× V 1,000

2 C1V

1=C

2V

2

3 Cรวม

Vรวม=C

1V

1+C

2V

2 +………+C

nVn

4 k1C

1V

1=k

2C

2V

2

ตวอยางท8

ม NaOH 12 กรม ละลายในน�า 2,000 cm3 จะมความเขมขน NaOH

และ OH− เทาใด

วธท�า NaOH Na++OH-;แตกตว100%

gM

W

= CV 1,000

1240 = C×2,000

1,000

C = 12 ×1,000

40 ×1,000 =0.15mol/l

∴ [NaOH] =[OH-]=0.15mol/l ตอบ

H2O

17

ตวอยางท12

ตวอยางท13

น�าสารละลาย NaOH เขมขน 0.5 mol/dm3 จ�านวน 250 cm3 ผสมกบ

สารละลาย NaOH เขมขน 0.2 mol/dm3ปรมาตร 250 cm3 จงหาความ

เขมขนของ OH− หลงจากผสมเรยบรอยแลว

ผสมสารละลาย HCl เขมขน 1 โมล/ลตร 200 cm3 กบ สารละลาย

H2SO

4 เขมขน 0.5 โมล/ลตร 600 cm3 แลวเตมน�าลงไปอก 200 cm3

สารละลายใหมทไดจะมความเขมขน H+ ไอออนกโมลตอลตร

วธท�า NaOH Na+ + OH-

Cรวม

Vรวม

= C1V

1+C

2V

2

CรวมV =

(0.5×250)+(0.5×250)

(250+250) =0.35mol/dm3

C =2.5× 2

=0.15mol/l

∴ ความเขมขนของOH-หลงจากผสมเรยบรอยแลวเทากบ0.35mol/dm3 ตอบ

วธท�า HCl H++Cr/H

2SO

4 SO4

2-+2H+

Cรวม

Vรวม

=C1V

1+C

2V

2

Cรวม(1000) =(1.0×200)+((0.5×2)×600)

Cรวม

=0.80mol/dm3

∴สารละลายใหมทไดจะมความเขมขนH+ไอออนเทากบ0.80mol/dm3 ตอบ

H2O

16

ตวอยางท11

น�า Ca(OH)2 7.4 กรม ละลายน�า 200 cm3 จะมความเขมขน OH−เทาใด

และถาเตม Ca(OH)2 อก 7.4 กรม ความเขมขนของ Ca(OH)

2 จะเปลยน

ไปก mol/dm3

วธท�า หา[Ca(OH)2

- ] ;

NaOH Na++OH-;แตกตว100%

gM

W

= CV 1,000

7.47.4 = C×2,000

1,000

C = 7.4×1,000

7.4× 200 =0.5mol/dm3

Ca(OH)2

Ca2+ + 2OH-

จากสมการ;[OH-]=0.5x2=1mol/dm3

[Ca(OH)2]ใหม เตม7.4g

∴ 200cm3;[Ca(OH)2]=(7.4+7.4)/74=0.2mol

mo =CV

1,000

0.2 = C× 200 1,000

C=1.0mol/dm3

∴ มการเปลยนแปลงความเขมขนเทากบ1-0.5=0.5mol/dm3 ตอบ

19

ตวอยางท14

จงเขยนสมการคาคงทสมดลของกรด-เบส

1)NH3(aq)+H

2O(l) NH

4

+(aq)+OH-(aq)

Kb=

[NH4

+ ][OH-]

[NH3]

2)CH3COOH(aq)+H

2O(l) CH

3COO-(aq)+H

3O+(aq)

Ka=

[CH3COO-][H

3O+]

[CH

3COOH]

3)H3PO

4(aq)+H

2O(l) H

2PO

4

- (aq)+H3O+(aq)

Ka=

[H2PO

4

3- ] [H3O+]

[H3PO

4]

4)HPO4

- (aq)+H2O(l) H

3O+(aq)+PO

4

3- (aq)

Ka=

[HPO4

3- ][H3O+]

[HPO

4

- ]

ความแรงของกรดเบส

เบสแก เบสทแตกตวไดมากหรอเบสทแตกตวใหOH-ได100%ไดแกเบสหม

IA ทกตวและเบสหมยกเวนBe(OH)2

IIA

กรดแก กรดทแตกตวไดมากหรอกรดทแตกตวไดH+ได100%แบงออกเปน

- กรดHydroไดแก HCl,HBr,HI

- กรดOxyไดแกHNO3,H

2SO

4,HClO

3,HClO

4

กรดOxyทแกพจารณาจากจ�านวนออกซเจน−จ�านวนH+ทแตกตวได

หากมากกวา2ขนไปจะเปนกรดแก

Note:

18

คาคงทการแตกตวกรด-เบส

ปรมาณการแตกตวของกรดออน – เบสออน พจารณาไดจากการใชคาคงทสมดลท

เรยกวาคาคงทการแตกตวของกรดออน(weakaciddissociationconstant,Ka)และ

คาคงทการแตกตวของเบสออน(weakbasedissociationconstant,Kb)โดยคาคงทน

สามารถบอกความแรงของกรดหรอเบสได

หลกในการพจารณาความแรงของกรด-เบส จากคา Ka และ K

b

1) กรดออนทมคาKaสงกวาจะแตกตวไดมากกวาจะมความแรงมากกวากรดออนท

มคาKaต�ากวา

2) เบสออนทมคาKbสงกวาจะแตกตวไดมากกวาจะมความแรงมากกวาเบสออนท

มคาKbต�ากวา

3) กรดออนตางชนดกนทมความเขมขนเทากนกรดออนทมรอยละการแตกตวสงกวา

จะมความแรงมากกวาและกรณเบสออนเปนในแนวเดยวกน

4) กรดออนตางชนดกนทมความเขมขนตางกน และมรอยละการแตกตวเทากน

กรดออนมความเขมขนสงกวาจะมความแรงมากกวา และกรณเบสออนเปนใน

แนวเดยวกน

HA+H2O H+ +A- BOH+H

2O B++OH-

Ka=

[H+][A-] [HA]

Kb=

[B+][OH-] [BOH]

ถาKa,K

bมาก กรดออนหรอเบสออนนนมความแรงมาก

ถาKa,K

bนอย กรดออนหรอเบสออนนนมความแรงนอย

จ�าไวนะ!

21

ตวอยางท15

จงเรยงล�าดบความแรงของความเปนกรดตอไปน

1 HF,NH3,H

2O HF>H

2O>NH

3

2 HI,HF,HBr,HCl HI>HBr>HCl>HF

3 HClO,HClO2,HClO

3,HClO

4 HClO

4>HClO

3>HClO

2>HClO

3 H2SO

4,H

2SeO

4,H

2TeO

4 H

2SO

4>H

2SeO

4>H

2TeO

4

5 NaOH,KOH,LiOH LiOH<NaOH<KOH

6 HClO4,HBrO

4,HIO

4 HClO

4<HBrO

4<HIO

4

7 H3PO

4,H

2SO

4,HClO

4,H

2SiO

4 HClO

4>H

2SO

4>H

2SiO

4>H

3PO

4

6 HCOOH,CH3COOH CH

3COOH>HCOOH

9 CH3COO-,HCOO- HCOO->CH

3COO-

10 H2PO

4

- ,SO4

2- HSO3

- > SO4

2-

ตามคาบ-เลกด

ตามหม-ใหญด

จ�าไวนะ!

การเปรยบเทยบความแรงของกรด สามารถพจารณาไดจากคา Ka

กรดทมคาKaมากจะแตกตวใหH+ไดมากจะมความเปนกรดสงกวาทมคาK

aนอย

สงทควรร

1 Ka1>K

a2>K

a3เสมอ

2 เมอเปรยบเทยบความเปนกรด:H3PO

4 > H

2PO

4

- > H2PO

4

2-

3 เมอเปรยบเทยบความเขมขนของสารตางๆทสมดล

H3PO

4>H+ > H

2PO

4

- > H2PO

4

2- > PO4

3-

20

ขอสงเกตเกยวกบความแรงของกรด – เบส

1 กรด 2 ธาต

- ความแรงจะเพมขนจากบนลงลางเชนHF<HCl<HBr<HI

- ความแรงจะเพมขนจากซายไปขวาเชนCH4<NH

3<H

2O<HF

2 กรด 3 ธาต ชนดเดยวกน

ถาอะตอมกลางมเลขออกซเดชนมาก จะมความแรงมาก หรอกรดทมอะตอม

ออกซเจนมากจะมความแรงมากเชนเชนHClO<HClO2<HClO

3<HClO

4

+1 +3 +5 +7

3 กรด 3 ธาต ทอยหมเดยวกน

อะตอมกลางมเลขออกซเดชนเทากนขนาดเลกจะมความแรงมากเชน

HNO3>H

3PO4>H

3AsO

4

4 เบสหมเดยวกน

ความแรงจะเพมขนจากบนลงลางเชนLiOH<NaOH<KOH<RbOH

5 เบสคาบเดยวกน

ความแรงจะลดลงจากซายไปขวาเชนNaOH>Mg(OH)2>Al(OH)

3

*แตถาเลขออกซเดชนของธาตเทากน

ความแรงของกรดจะลดลง เมอขนาด

ของอะตอมกลางใหญขน*