กบ

อนิ ดเิ คเตอรส์ ำหรบั กรด-เบส อนิ ดเิ คเตอร์จากพืชทีส่ กดั ด้วยนา้ ชนิดของพืช ช่วง pH ทเ่ี ปลยี่ นสี สีทเี่ ปลย่ี น อญั ชัน(ม่วง) แดง - ม่วง กระเจย๊ี บ 1-3 ขมนิ้ ชัน แดง - เขยี ว ชบาซ้อน 6-7 กล้วยไม้ เหลือง - ส้ม ทองกวาว 6-7 7 - 8 เหลือง - นา้ เงนิ 10 - 11 ไม่มสี ี - เหลือง 11 - 12 เหลืองเขียว - แดง ทีม่ า : หนังสือเรียนวชิ าเคมี เล่ม 5 ว 034 หน้า 71

สารละลายกรด - เบสในชีวติ ประจาวนั และในส่ิงมชี ีวติ สารละลายกรด - เบสใน หินงอก ชีวติ ประจาวนั หินย้อย ความเป็ นกรด - เบส ในด้าน ฝนกรด การเกษตร

สารละลายกรด - เบสในชีวติ ประจาวนั และในส่ิงมชี ีวติ สารละลายกรด - เบสในชีวติ ประจาวนั มหี ลายชนิด ทงั้ ทเี่ ป็ น อาหาร เคร่ืองใชแ้ ละสารในสิ่งแวดลอ้ ม

สารละลายกรด - เบสในชีวติ ประจาวนั และในสิ่งมชี ีวติ ด้านการเกษตร ใชป้ ูนขาวเติมลงไปในดิน เพื่อลดความเป็ นกรดของดิน

สารละลายกรด - เบสในชีวติ ประจาวนั และในส่ิงมชี ีวติ ฝนกรด หมายถงึ นา้ ฝนทมี่ คี า่ ควา กรด-เบสต่ากวา่ ระดบั 5.6 กรดในน้าฝน เกิดจากการละลายน้าของก๊าซ CO2 SO2 NO2 NO ที่มีอยใู่ นบรรยากาศ ซ่ึงเกิดข้ึนเองตามธรรมชาติ และจากการกระทาของมนุ ษย์

pH A measure of the hydronium ion • The scale for measuring the hydronium ion concentration [H3O+] in any solution must be able to cover a large range. A logarithmic scale covers factors of 10. The “p” in pH stands for log. • A solution with a pH of 1 has [H3O+] of 0.1 mol/L or 10-1 • A solution with a pH of 3 has [H3O+] of 0.001 mol/L or 10-3 • A solution with a pH of 7 has [H3O+] of 0.0000001 mol/L or 10-7 pH = - log [H3O+]

The pH scale The pH scale ranges from 1 to 10-14 mol/L or from 1 to 14. pH = - log [H3O+] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 acid neutral base

Manipulating pH Algebraic manipulation of: pH = - log [H3O+] allows for: [H3O+] = 10-pH If pH is a measure of the hydronium ion concentration then the same equations could be used to describe the hydroxide (base) concentration. [OH-] = 10-pOH pOH = - log [OH-] thus: pH + pOH = 14 ; the entire pH range!

PRACTICE PROBLEM #25 1. How many milliliters of 1.25 M LiOH must be added to neutralize 34.7 mL of 0.389 M HNO3? 10.8 mL 2. What mass of Sr(OH)2 will be required to neutralize 19.54 mL of 0.00850 M HBr solution? 0.0101 g 3. How many mL of 0.998 M H2SO4 must be added to neutralize 47.9 mL of 1.233 M KOH? 29.6 mL 4. What is the molar concentration of hydronium ion in a solution of pH 8.25? 5.623 x 10-9 M 5. What is the pH of a solution that has a molar concentration of hydronium ion of 9.15 x 10-5? pH = 4.0 6. What is the pOH of a solution that has a molar concentration of hydronium ion of 8.55 x 10-10? pOH = 4.9

GROUP STUDY PROBLEM #25 ______1. How many milliliters of 0.75 M KOH must be added to neutralize 50.0 mL of 2.50 M HCl? ______2. What mass of Ca(OH)2 will be required to neutralize 100 mL of 0.170 M HCl solution? ______3. How many mL of 0.554 M H2SO4 must be added to neutralize 25.0 mL of 0.9855 M NaOH? ______ 4. What is the molar concentration of hydronium ion in a solution of pH 2.45? ______ 5. What is the pH of a solution that has a molar concentration of hydronium ion of 3.75 x 10-9? ______ 6. What is the pOH of a solution that has a molar concentration of hydronium ion of 4.99 x 10-4?

Acid – Base Reactions • A reaction between an acid and a base is called neutralization. An acid-base mixture is not as acidic or basic as the individual starting solutions.

Acid – Base reactions • Each salt listed in this table can be formed by the reaction between an acid and a base.

Acid-Base Reactions The neutralization reaction of an acid with a base will always produce water and a salt, as shown below: Acid Base Water Salt HCl + NaOH H2O + NaCl HBr + KOH H2O + KBr

REACTIONS WITH ACIDS ACID + BASE SALT + WATER Water Hydrochloric Acid + Sodium Hydroxide Sodium Chloride + H2O HCl + NaOH NaCl + ACID + METAL SALT + HYDROGEN GAS Hydrochloric Acid + Magnesium Magnesium Chloride + Hydrogen HCl + Mg MgCl2 + H2

REACTIONS WITH ACIDS ACID + CARBONATE SALT + WATER + CARBON DIOXIDE GAS Hydrochloric Acid + Calcium Carbonate Calcium Chloride + Water + Carbon Dioxide HCl + CaCO3 CaCl2 + H2O + CO2

สารละลายบัฟเฟอร์(buffer solution) สารละลายบฟั เฟอร์ (buffer solution) หมายถงึ สารละลายของกรดอ่อนกบั เกลอื ของกรดอ่อน หรือคู่เบสของกรด อ่อน หรือสารละลายของเบสอ่อนกบั เกลอื ของเบสอ่อน หรอื คู่กรด ของเบสอ่อนนั้น สมบัตขิ องสารละลายบฟั เฟอร์ คอื รักษาสภาพ pH ของสารละลาย โดยจะเกดิ การเปลยี่ นแปลงนอ้ ยมากเม่ือเติมกรดแกห่ รอื เบสแก่ จานวนเลก็ น้อยลงไป

สารละลายบัฟเฟอรแ์ บ่งเปน็ 2 ประเภท 1.สารละลายบัฟเฟอรก์ รด 2.สารละลายบัฟเฟอร์เบส

สารละลายบัฟเฟอรก์ รด สารละลายบัฟเฟอรก์ รด เกดิ จากการผสมกรดออ่ น กับเกลอื ของกรดออ่ น เช่น - กรดแอซีตกิ กับ โซเดียมแอซีเตต (CH3COOH กับ CH3COONa)

สารละลายบัฟเฟอรเ์ บส สารละลายบัฟเฟอร์เบส เกดิ จากการผสมเบสอ่อน กับเกลือของเบสอ่อน เช่น - แอมโมเนียแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ กับ แอมโมเนียมคลอไรด์ (NH3(NH4OH) กับ NH4Cl)

ระบบสารละลายบัฟเฟอรก์ รด เกลอื ของกรดอ่อน คู่เบสของกรดอ่อน กรดอ่อน

การควบคุมคา่ pH ของสารละลายบัฟเฟอร์ เติม เตมิ OH- H+ กรดออ่ น เกลอื ของ (คู่กรด) กรดออ่ น (ค่เู บส)

ถา้ เตมิ กรด เช่น HCl ลงไป H+ ในกรดจะถกู สะเทนิ ดว้ ยค่เู บส ดงั นี

ถา้ เตมิ เบส เช่น KOH ลงไป OH- ในเบสจะถูกสะเทนิ ดว้ ยคกู่ รด ดงั นี • จากสมการจะเห็นได้วา่ OH- จะถูก CH3COOH จับทาลายไป ความเป็นเบสจงึ ไมเ่ พมิ่ ขนึ

สรุปไดว้ า่ • ถ้าเติมกรดลงไป H+ ในกรด จะถูกสะเทินด้วยค่เู บส • ถ้าเติมเบสลงไป OH- ในเบส จะถกู สะเทินด้วยค่กู รด *หมายเหตุ กรดแก่ เบสแก่ เปน็ บัฟเฟอรไ์ ม่ได้ เพราะ สารพวกนีแตกตวั 100% ไม่มีโอกาสเกิดคู่กรดคู่เบส

AB นา้ กลนั่ 1. ถา้ เตมิ กรด HCl เขม้ ขน้ 0.1 mol/ dm3 จานวน 2 cm3 pH จะ เปลีย่ นแปลงอยา่ งไร 2. ถา้ เตมิ KOH เข้มขน้ 0.05 mol/ dm3 จานวน 5 หยด pH จะ เปล่ียนแปลงอยา่ งไร

การพจิ ารณาสารทเี่ ป็นบัฟเฟอร์ • 1. สารทีท่ าปฏกิ ิริยากับกรดแก่และเบสแก่ แลว้ มี อ่อนเหลอื อยู่ (อ่อนในทีน่ หี มายถึง กรดออ่ น เบสอ่อน เกลือของกรดออ่ น เกลือของเบสออ่ น กไ็ ด้ ) • 2. สารท่ีไมท่ าปฏกิ ิริยากนั และเป็นสารคู่กรดคู่เบสกัน (ไมต่ อ้ ง พิจารณาความเขม้ ข้นและปรมิ าตร ให้ดู คกู่ รด คู่เบส หรอื ไม่ แลว้ ตดั แก่ออก H+ต่างกนั ตวั เดียว )

ข้อใดต่อไปนี เปน็ สารละลายบฟั เฟอร์ 1. CH3COOH 2 mol/dm3 จานวน 10 cm3 กบั NaOH 3 mol/dm3 จานวน 5 cm3 2. HNO2 1 mol/dm3 จานวน 20 cm3 กบั NaOH 1 mol/dm3 จานวน 10 cm3 3. HCN 2 mol/dm3 จานวน 20 cm3 กับ KOH 1 mol/dm3 จานวน 40 cm3 4. HF 1 mol/dm3 จานวน 30 cm3 กับ LiOH 2 mol/dm3 จานวน 30 cm3

ข้อใดต่อไปนี เป็นสารละลายบฟั เฟอร์ 5. KNO2 0.05 mol/dm3 จานวน 5 cm3 กบั HNO2 0.05 mol/dm3 จานวน 10 cm3 6. CH3COOH 1 mol/dm3 จานวน 4 cm3 กบั CH3COONa 1 mol/dm3 จานวน 10 cm3 7. LiCN 3 mol/dm3 จานวน 40 cm3 กับ LiF 1 mol/dm3 จานวน 20 cm3 8. NaHSO4 0.6 mol/dm3 จานวน 3 cm3 กับ NaOH 0.3 mol/dm3 จานวน 7 cm3

การหาคา่ pH pOH ของสารละลาย บัฟเฟอร์

การหาคา่ pH pOH ของสารละลาย บัฟเฟอร์

• สารละลายคู่กรดเบนโซอกิ กับโซเดียมเบนโซเอต 10 cm3 มีคา่ pH เท่าใด ถา้ ความเข้มขน้ ของเบนโซอิกเปน็ 2 เทา่ ของโซเดียมเบนโซเอต เมอื่ ปรมิ าตรเท่ากนั ( Ka ของกรดเบนโซอกิ = 5 x 10-5 )

• สารละลายผสมของเบสออน่ BOH และเกลอื ของเบสนี BX เข้มข้น อยา่ งละ 0.1 mol/dm3 มีค่า pH เทา่ ใด ( Kb = 1 x 10-5 )

• สารละลายบัฟเฟอรท์ ีป่ ระกอบด้วยกรดฟอร์มกิ และโพแทสเซียมฟอร์เมต มี pH เท่ากบั 4 อัตราสว่ นระหว่างความเข้มข้นของเกลอื : กรด ควรมี ค่าประมาณเทา่ ใด ( Ka = 1.8 x 10-4 )

• จะต้องใช้ NaCN ก่ีโมล ละลายใน HCN 0.2 mol/dm3 ปริ มาตรา 1 ลิตร จึงทาให้สารละลายมี [H3O+] เท่ากบั 1 x 10-6 mol/dm3 ( Ka ของ HCN = 5 x 10-10 )