ab_5

การแตกตัวของกรดแก่

กรดแก่  หมายถึงกรดที่เมื่อละลายน้ำแล้วสามารถแตกตัวเป็นไอออนได้ 100 %

     ให้สังเกตการแตกตัวของกรดแก่ HCl เปรียบเทียบกับการแตกตัวของกรดอ่อน HF ซึ่งการแตกตัวเป็นดังสมการ

HCl(aq)  ——->   H +(aq)      +    Cl(aq)
0.1 mol/dm3       0.1 mol/dm3      0.1 mol/dm3
HF(aq)       H +(aq)     +     F(aq)
0.1  mol/dm3      x mol/dm3         x  mol/dm3

ที่มา : http://www.mmhe.com

ตัวอย่างกรดแก่สามัญ ได้แก่

สูตรเคมี

ชื่อกรด

HCl

ไฮโดรคลอริก(hydrochloric acid)

HBr

ไฮโดรโบรมิก(hydrobromic acid)

HI

ไฮโดรไอโอดิก(hydroiodic acid)

HNO3

ไนตริก(nitric acid)

HClO4

เปอร์คลอริก(perchloric acid)

H2SO4

ซัลฟิวริก(sulfuric acid)

กรด  HCl  HBr  HI   HNO3  HClO4  เป็นกรดที่ 1 โมเลกุลสามารถแตกตัวให้ 1 H+ เรียกกรดที่ 1 โมเลกุลแตกตัวให้ 1 H+ นี้ว่ากรดมอนอโปรติก(monoprotic) ซึ่งการแตกตัวของกรดแก่มอนอโปรติก  จะมีลักษณะคล้ายกันคือแตกตัวให้ H+(ซึ่งรวมกับน้ำกลายเป็นไฮโดรเนียมไอออน(H3O+)) และไอออนลบที่มีความเข้มข้นเท่ากันและเท่ากับความเข้มข้นของกรด ดังสมการ

HA(aq)      +   H2O(l)   —–>  A(aq)   +    H3O+(aq)

ตัวอย่าง             HClO4(aq)  +   H2O(l)  —–>  ClO4(aq)   +    H3O+(aq)

2 mol                                               2  mol              2  mol
0.5 mol/dm3                              0.5 mol/dm3     0.5 mol/dm3

HNO3(aq)  +   H2O(l)  —–>  NO3(aq)   +    H3O+(aq)
3 mol                                            3  mol             3 mol
0.6 mol/dm3                       0.6 mol/dm3     0.6 mol/dm3

  สรุป กรดแก่มอนอโปรติกความเข้มข้นของไฮโดรเนียม =  ความเข้มข้นของกรด

                                                      หรือ  [H3O+]      =  [HA]

กรณีกรดแก่  H2SO4  เป็นกรดที่ 1 โมเลกุลสามารถแตกตัวให้ H+ ได้ 2 ไอออนซึ่งเรียกว่ากรด diprotic   ซึ่งกรดที่สามารถแตกตัวให้ H+ หลายไอออนอาจเรียกรวมๆ ว่ากรด polyprotic
กรด H2SO4  สามารถแตกตัวได้ 2 ขั้น ดังนี้

    ขั้นที่  1  H2SO4 เป็นกรดแก่แตกตัวได้ 100%

H2SO4     +     H2O         —–>      HSO4      +      H3O+
2 mol                                           2 mol               2 mol
0.3 mol/dm3                               0.3 mol/dm3      0.3 mol/dm

ขั้นที่  2   HSO4–   เป็นกรดอ่อนจะแตกตัวบางส่วนเกิดภาวะสมดุล ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของสาร ณ ภาวะสมดุลเป็นดังนี้

HSO4     +     H2O             SO42-       +      H3O+
0.3-x mol/dm3                               x mol/dm3        x mol/dm3           

แต่ในระดับมัธยม มักกำหนดให้  H2SO4  แตกตัว 100%  จึงเขียนสมการและความสัมพันธ์ระหว่างโมลหรือความเข้มข้นของสารดังนี้

H2SO4     +     2H2O        —–>      SO42-               +            2H3O+

2 mol                                           2 mol                             4 mol
0.3 mol/dm3                               0.3 mol/dm3                    0.6 mol/dm
0.625×10-4  mol/dm          0.625×10-4  mol/dm3    1.25×10-4  mol/dm

ดังนั้น   ความเข้มข้นของไฮโดรเนียม =  2 เท่าของความเข้มข้น H2SO4
                       หรือ      [H3O+]      =  2[H2SO4]

การแตกตัวของเบสแก่

เบสแก่  หมายถึงเบสที่เมื่อละลายน้ำแล้วสามารถแตกตัวเป็นไอออนได้ 100 %

ตัวอย่างการแตกตัวของเบสแก่

ที่มา : http://www.mmhe.com

ตัวอย่างเบสแก่ ได้แก่
 

สูตรเคมี

ชื่อเบส

LiOH

ลิเทียมไฮดรอกไซด์(lithium hydroxide)

NaOH

โซเดียมไฮดอรกไซด์ (sodium hydroxide)

KOH

โพแตสเซียมไฮดรอกไซด์(potassium hydroxide)

RbOH

รูบิเดียมไฮดรอกไซด์(rubidium hydroxide )

CsOH

ซีเซียมไฮดรอกไซด์(caesium hydroxide)

Ca(OH)2

แคลเซียมไฮดรอกไซด์(calcium hydroxide)

Ba(OH)2

แบเรียมไฮดรอกไซด์(balium hydroxide)

Sr(OH)2

สทรอนเชียมไฮดรอกไซด์(strontrium hydroxide)

สารประกอบไฮดรอกไซด์ของธาตุหมู่ 1  ซึ่งมีสูตรทั่วไป XOH  เมื่อละลายน้ำจะแตกตัวให้ไอออนบวกและไฮดรอกไซด์ไอออน โดยโมลหรือความเข้มข้นของไอออนบวก ไฮดรอกไซด์ไอออนและเบสจะเท่ากัน ดังสมการ

XOH(aq)     ——>    X+(aq)     +   OH(aq)

ตัวอย่าง        NaOH(aq)    ——>   Na+(aq)   +   OH(aq)

                                        KOH(aq)     ——>    K+(aq)     +   OH(aq)

2 mol                     2 mol            2 mol
0.5 mol/dm3             0.5 mol/dm3   0.5 mol/dm3

สรุป สำหรับเบสแก่  XOH

[OH]  =   [XOH

สารประกอบไฮดรอกไซด์ของธาตุหมู่ 2  ซึ่งมีสูตรทั่วไป Y(OH)2  เมื่อละลายน้ำจะแตกตัวให้ไอออนบวกและไฮดรอกไซด์ไอออน โดยโมลหรือความเข้มข้นของไฮดรอกไซด์ไอออนจะเป็นสองเท่าของโมลหรือความเข้มข้นของไอออนบวกและเบส  ดังสมการ

Y(OH)2(aq)     ——>    Y2+(aq)           +       2OH(aq)

ตัวอย่าง           Ca(OH)2(aq)    ——>    Ca2+(aq)          +       2OH(aq)

Ba(OH)2(aq)    ——>    Ba2+(aq)          +       2OH(aq)
2 mol                          2 mol                       4 mol
0.3 mol/dm3                  0.3 mol/dm3              0.6 mol/dm
0.25×10-4 mol/dm       0.25×10-4 mol/dm3     0.50×10-4 mol/dm3

สรุป สำหรับเบส Y(OH)2

[OH]      =   2[Y(OH)2]

ตัวอย่างการคำนวณเกี่ยวกับการแตกตัวของกรดแก่และเบสแก่

ตัวอย่างที่ 1 จงคำนวณหา [H3O+] , [NO3] ในสารละลาย 0.015 M HNO3

     วิธีทำ                      HNO3 +H2O   →   H3O+ + NO3

                                     0.015

เพราะฉะนั้น [H3O+] = [NO3] = 0.015 โมล/ ลิตร

ตัวอย่างที่ 2 ถ้า KOH 0.1 โมล ละลายน้ำและสารละลายมีปริมาตร 2 ลิตร ในสารละลาย

จะมีไอออนใดบ้างอย่างละกี่โมลต่อลิตร

      วิธีทำ                      KOH (s)    →   K+ (aq) + OH (aq)

                               0.1โมล/ 2 ลิตร

          สารละลาย KOH      2    ลิตร มี KOH 0.1 โมล

          สารละลาย KOH       1    ลิตร มี KOH = 0.05 โมล/ ลิตร

ดังนั้น KOH จะแตกตัวให้ K+ และ OH อย่างละ 0.05 โมล/ ลิตร

ตัวอย่างที่ 3 สารละลายกรดแก่ (HA) 250 ลูกบาศก์เซนติเมตร มีปริมาณ H3O+ ไอออน 0.05 โมล สารละลายนี้มีความเข้มข้นเท่าใด ถ้าเติมกรดนี้ลงไปอีก 0.2 โมล โดยที่สารละลายมีปริมาตรคงเดิม สารละลายที่ได้จะมีความเข้มข้นเท่าใด

     วิธีทำ                      HA   →  H3O+ (aq) + A (aq)

                                             0.05 โมล/ 250 cm3

สารละลาย HA 250 cm3 มี HA 0.05 โมล

สารละลาย HA1000cm3มี HA = = 0.20โมล

เพราะฉะนั้นสารละลายที่ได้มีความเข้มข้น0.20โมล/ ลิตร

ถ้าเติมกรดอีก 0.2 โมล

สารละลายมี HA รวมทั้งหมด = 0.05 + 0.2 = 0.25 โมล

สารละลาย HA 250 cm3มี HA 0.25 โมล

สารละลายHA1000cm3มี HA = = 1.00 โมล

เพราะฉะนั้นสารละลายที่ได้มีความเข้มข้น1.00โมล/ ลิตร

ตัวอย่างที่ 4 จงหาความเข้มข้นของ OH ที่เกิดจากการเอา NaOH 10.0 กรัม ละลายในน้ำทำเป็นสารละลาย 0.2 dm3 (Na = 23, O = 16, H = 1)

วิธีทำ      จำนวนโมลของ NaOH = = 0.25 mol

สารละลาย 0.2 dm3 มีเนื้อของ NaOH = 0.25 โมล

สารละลาย 1 dm 3มี NaOH = = 1.25 โมล/ ลิตร

เพราะฉะนั้นสารละลายมีความเข้มข้น 1.25 โมล/ ลิตร

และปฏิกิริยาการแตกตัวของ NaOH เป็นดังนี้

NaOH (aq)   →   Na+ (aq) + OH (aq)

1.25 โมล           1.25 โมล       1.25 โมล

เพราะฉะนั้นความเข้มข้นของ  OH = 1.25โมล/ ลิตร

Advertisements

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s

%d bloggers like this: