สมบัติทั่วไปของกรดและเบส

ความแรงในการแตกตัว 

เบส    เบสแก่ : เบสไฮดรอกไซด์ของโลหะหมู่ 1        Ex. NaOH (โซเดียมไฮดรอกไซด์, โซดาไฟ), KOH (โปตัสเซียมไฮดรอกไซด์, ด่างคลี)

            เบสไฮดรอกไซด์ของโลหะหมู่ 2       Ex. Ca(OH)2 (แคลเซียมไฮดรอกไซด์, น้ำปูนใส)

           เบสอ่อน : สารละลายแอมโมเนีย (NH3) หรือสารละลายแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ (NH4OH)

การทำปฏิกิริยาของเบส

กรด มี 2 ประเภท

1. กรดอินทรีย์ มีสูตรทั่วไปเป็น R-COOH และเป็นกรดอ่อนทุกตัว

2. กรดอนินทรีย์ (กรดแร่) มี 2 ชนิด

สามารถใช้สารละลายเจนเชียนไวโอเลต ทดสอบกรดอินทรีย์หรือกรดอนินทรีย์ได้

การทำปฏิกิริยาของกรด

อินดิเคเตอร์

อินดิเคเตอร์ คือ สารที่ใช้ทดสอบความเป็นกรดเป็นเบสของสารละลายได้ เช่น

การเปลี่ยนสีของอินดิเคเตอร์

โดยทั่วไปสารละลายอินดิเคเตอร์จะมีสีกรดหรือสีเบสจะขึ้นกับอัตราส่วนความเข้มข้นของ HIn และ In- ต่างกันประมาณ 5 – 10 เท่า

ให้อินดิเคเตอร์เป็นกรดอ่อนมีสูตรทั่วไป HIn และ In- เป็นคู่เบสของ HIn

• เมื่อเติมกรดลงไป เปรียบเสมือนเติม H3O+ ลงไป สมดุลจะเลื่อนหนีตัวที่เติมทำให้สมดุลจะย้อนกลับ สารละลายจะได้สีแดง

• เมื่อเติมเบสลงไป เปรียบเสมือนเติม OH- ลงไป OH- จะไปจับกับ H3O+  สมดุลจะเลื่อนหาตัวที่ดึงออกทำให้สมดุลไปข้างหน้า สารละลายจะได้สีน้ำเงิน

ประโยชน์ของอินดิเคเตอร์

1. ใช้บอกจุดยุติในการไตเตรต

• ไตเตรตระหว่างกรดแก่กับเบสแก่ ใช้อินดิเคเตอร์ที่มีช่วง pH = 7

• ไตเตรตระหว่างกรดแก่กับเบสอ่อน ใช้อินดิเคเตอร์ที่มีช่วง pH < 7

• ไตเตรตระหว่างกรดอ่อนกับเบสแก่ ใช้อินดิเคเตอร์ที่มีช่วง pH > 7

2. ใช้ประมาณค่า pH ของสารละลาย

pH ของสารละลาย

เกลือ

การไตเตรต

การไตเตรต เป็นวิธีหาความเข้มข้นของสารหรือปริมาณของสารในสารละลายตัวอย่าง โดยให้ทำปฏิกิริยากับสารละลายมาตรฐาน และวัดปริมาณสารที่ทำปฏิกิริยาพอดีกัน เป็นการวิเคราะโดยปริมาตร

จุดสมมูล (equivalence point) หรือจุดสะเทิน เป็นจุดที่สารละลายกรดเบสทำปฏิกิริยาพอดีกัน (หมดด้วยกันทั้งคู่)

จุดยุติ (end point) เป็นจุดที่หยุดไตเตรต หรือจุดที่อินดิเคเตอร์เปลี่ยนสี

สารละลายตัวอย่าง คือสารละลายที่ต้องการนำมาวิเคราะห์หาปริมาณสาร

สารละลายมาตรฐาน คือสารละลายที่รู้ความเข้มข้นและปริมาณที่แน่นอน

การหาจุดยุติ

1. ใช้อินดิเคเตอร์ ดูการเปลี่ยนสีของอินดิเคเตอร์

การเลือกใช้อินดิเคเตอร์ จึงมีผลต่อการวิเคราะห์หาปริมาณสาร โดย

• ถ้าเลือกใช้อินดิเคเตอร์ที่เปลี่ยนสีก่อนถึงจุดสมมูล พบว่า ที่จุดยุติ จะมี pH ต่ำกว่า ที่จุดสมมูล ทำให้คำนวณค่าความเข้มข้นหรือปริมาณสารได้น้อยกว่าค่าจริง

• ถ้าเลือกใช้อินดิเคเตอร์ที่เปลี่ยนสีเลยจุดสมมูล พบว่า ที่จุดยุติ จะมี pH สูงกว่า ที่จุดสมมูล ทำให้คำนวณค่าความเข้มข้นหรือปริมาณสารได้มากกว่าค่าจริง

2. ใช้กราฟค่าการนำไฟฟ้าของสารละลาย

• นิยมใช้กับการไตเตรตแบบตกตะกอน  (precipitrate titration) เช่น ไตเตรตระหว่าง Ba(OH)2 กับ H2SO4 จะได้น้ำและเกลือ BaSO4 ที่ไม่ละลายน้ำ ที่จุดสมมูลกรดและเบสหมดด้วยกันทั้งคู่ เกลือ BaSO4 ไม่ละลายน้ำ ทำให้ปริมาณไอออนในสารละลายน้อยมาก ที่จุดสมมูลสารละลายจึงมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำที่สุด จะได้กราฟดังรูป

3. ใช้กราฟค่า pH กับปริมาตร กราฟจะมีลักษณะเป็นรูปตัว S

ตัวอย่างการไตเตรตสารละลายกรด CH3COOH ด้วยสารละลาย NaOH จุดสมมูลจะอยู่ประมาณจุดกึ่งกลางของกราฟช่วงที่มีการเปลี่ยน pH มาก(กราฟชันที่สุด) เป็นการไตเตรตระหว่างกรดอ่อนเบสแก่ ดังนั้น pHจุดสมมูล > 7 ดังกราฟ

การคำนวณไทเทรตกรดเบส

ที่จุดสมมูล เป็นจุดที่กรดเบสทำปฏิกิริยาพอดีกัน จะได้ว่า

ตัวอย่าง จะต้องใช้สารละลาย NaOH เข้มข้น 5 mol/L กี่ mL จึงจะทำปฏิกิริยาพอดีกับสารละลาย H2SO4 เข้มข้น 2 mol/L จำนวน 200 mL