กรด-เบส

1. กรด-เบส

2. THE pH SCALE

5. pH (พี เอช) ย่อมาจาก positive potential of the hydrogenionsหมายถึง หน่วยวัดค่าความเป็น กรด-ด่าง ซึ่งมีช่วงตั้งแต่ ๐-๑๔ คือ ถ้าความเป็นกรดในอาหารสูงมาก ค่า pH = ๐ แต่ถ้าความเป็นด่างสูงมาก ค่า pH = ๑๔ หรือถ้าเป็นกลาง ไม่เป็นกรด ไม่เป็นด่าง ค่า pH = ๗ • pH (พีเอช) เป็นค่าที่แสดงความเป็นกรดจากปฏิกิริยาของ อิออนของไฮโดรเจน (H+) สามารถทดสอบได้หลายวิธี โดยวิธีที่นิยมและง่ายสุดคือทดสอบด้วยกระดาษลิตมัส

6. อินดิเคเตอร์สำหรับกรด-เบสอินดิเคเตอร์สำหรับกรด-เบส • อินดิเคเตอร์  ส่วนใหญ่เป็นสารอินทรีย์มีสมบัติเป็นกรดอ่อน  มีโครงสร้างซับซ้อนเป็นสารที่มีสีและสามารถเปลี่ยนสีได้เมื่อ pH  ของสารละลายเปลี่ยนไป   เป็นสารที่ใช้บอกความเป็นกรด-เบส ของสารละลายได้อย่างหนึ่ง ตามทฤษฎีของ  Ostwald  กล่าวว่าเมื่ออินดิเคเตอร์อยู่ในรูปโมเลกุลและเมื่อยู่ในรูปไอออนจะมีสีต่างกัน

7. ความหมายของช่วง  pH  ของอินดิเคเตอร์       ช่วง  pH  ของอินดิเคเตอร์  หมายถึง  ช่วง pH  ของสารละลายที่อินดิเคเตอร์ค่อย ๆ เปลี่ยนสีจากสีหนึ่งไปยังอีกสีหนึ่ง  หรือเป็นส่วน  pH  ที่อินดิเคเตอร์มีทั้งสีของ HIn  และสีของ In-  ผสมกัน  ในการบอกช่วง  pH  ของอินดิเคเตอร์  จะต้องกำหนดสีที่เปลี่ยนด้วย  เช่น      โบรโมไทมอลบลู    ช่วง  pH   6.0 – 7.6การเปลี่ยนสี         เหลือง – น้ำเงิน      หมายความว่า  ถ้าสารละลายมี pH  <  6.0 อินดิเคเตอร์จะให้สีเหลือง  ถ้าสารละลายมี pH  >  7.6  อินดิเคเตอร์จะให้สีน้ำเงิน  และถ้าสารละลายมี pH อยู่ระหว่าง  6.0 – 7.6  อินดิเคเตอร์จะให้สีเขียว  ซึ่งเป็นสีผสม

8. ตัวอย่างสีของอินดิเคเตอร์แต่ละชนิด จะเปลี่ยนในช่วง pH  ที่ต่างกัน

9. ในชีวิตประจำวัน เราใช้สารที่มีสมบัติเป็นกรดหรือเบส หรือกลาง หลายชนิด • บางชนิดอยู่ในอาหาร หรือเครื่องดื่มที่เรารับประทาน เช่น น้ำส้มสายชู น้ำมะนาว น้ำอัดลม • บางชนิด เป็นสารซักล้างการทำความสะอาด เครื่องสำอาง • สารดังกล่าว ล้วนมีค่า ความเป็นกรด-เบส แตกต่างกัน ซึ่งการบอกความเป็นกรด-เบส สามารถบอกได้ด้วยค่าพีเอช (pH)

10. นอกจากนี้แล้วความเป็นกรด เบส ยังมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตมาก ถ้าของเหลวในสิ่งมีชีวิตมี pHเปลี่ยนไป การทำงานของระบบต่างๆ จะเกิดการผิดปกติตามไปด้วย

11. ค่า pH ของสารละลายกรด - เบส •  pH มาจาก potential of hydrogen ion ซึ่งสามารถใช้บอกความเป็นกรด-เบสของสารละลายได้ • ซึ่งค่า pH มีความสัมพันธ์กับความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออน (H3O) ซึ่งปริมาณของไฮโดรเนียมไอออนยิ่งมาก    (สารละลายกรด) ค่า pH จะน้อยแต่ถ้าปริมาณของไฮโดรเนียมไอออนน้อย (สารละลายเบส) ค่า pH จะมาก ซึ่งค่า

12. pH สามารถบอกความเป็นกรด-เบสได้ ดังนี้ •        pH = 7 สารละลายมีสมบัติเป็นกลางpH> 7 สารละลายมีสมบัติเป็นเบส ยิ่งมี pH มาก ยิ่งเป็นเบสที่แรงขึ้น pH< 7 สารละลายมีสมบัติเป็นกรด ยิ่งมี pH น้อย ยิ่งเป็นกรดที่แรงขึ้น

13. สารละลายกรด • สารละลายกรด (acid solution) คือ สารละลายที่กรดละลายในน้ำ (กรดเป็นตัวละลาย น้ำเป็นตัวทำละลาย) ซึ่งสามารถแตกตัวให้ไฮโดรเจนไอออน (H+) เมื่อละลายน้ำ

14. General Definitions: • Acid: a substance which when added to water produces hydrogen ions [H+]. • Base: a substance which when added to water produces hydroxide ions [OH-].

15. Definition of acidic, basic, and neutral solutions based on pH • acidic: if pH is less than 7 basic: if pH is greater than 7 neutral: if pH is equal to 7

16. Properties: • Acids: 1. react with zinc, magnesium, or aluminum and form hydrogen (H2(g)) 2. react with compounds containing CO3and form carbon dioxide and water 3. turn litmus red 4. taste sour (lemons contain citric acid, for example) DO NOT TASTE ACIDS IN THE LABORATORY!!

17. Properties: • Bases: 1. feel soapy or slippery 2. turn litmus blue 3. they react with most cations to precipitate hydroxides 4. taste bitter (ever get soap in your mouth?) DO NOT TASTE BASES IN THE LABORATORY!!

18. อินดิเคเตอร์สำหรับกรด-เบส คืออะไร •         อินดิเคเตอร์ คือ สารที่ใช้บอกความเป็นกรด-เบส ของสารละลายได้อย่างหนึ่ง • เช่น ฟีนอล์ฟทาลีน จะไม่มีสีเมื่ออยู่ในสารละลายกรด และจะเปลี่ยนเป็นสีชมพู

19. 1.กระดาษลิตมัส เป็นสารละลายของกระดาษลิตมัส • ค่า pH ต่ำกว่า4.5 จะมีสีแดง ช่วง pH 4.5-8.3จะมีสีม่วง และค่า pH มากกว่า 8.3 จะมีสีน้ำเงิน • สารละลายกรดจะเปลี่ยนสีน้ำเงินเป็นสีแดง และสารละลายเบสจะเปลี่ยนสีแดงเป็นสีน้ำเงิน

20. 2.ฟีนอล์ฟทาลีน เป็นสารละลายใส ไม่มีสี • ถ้าค่า pH ต่ำกว่า 8.3 จะไม่มีสี • ค่า pH อยู่ระหว่าง 8.3-10จะมีสีชมพูอ่อน • ถ้าค่า pH สูงกว่า 10 จะมีสีม่วงแดง โดยทั่วไปในสารละลายกรดส่วนใหญ่ ถ้าหยดสารละลายฟีนอล์ฟทาลีนจะไม่มีสีและในสารละลายเบสจะมีสีม่วงแดง

21. 3.ยูนิเวอร์แซลอินดิเคเตอร์ มีทั้งในรูปที่เป็นสารละลายและอยู่ในรูปของกระดาษเรียกว่า กระดาษ pH ซึ่งใช้สะดวกกว่าในรูปของสารละลาย อินดิเคเตอร์ขนิดนี้เปลี่ยนสีเกือบทุกค่า pHจึงใช้ทดสอบหาค่า pH ได้ดี

24. สมบัติของกรด 1. กรดมีธาตุไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบที่สำคัญ เช่น HCl , H2SO4 , HNO3 2. กรดมีรสเปรี้ยว แต่ไม่ควรชิม เพราะกรดบางชนิดเป็นอันตรายต่อเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต 3. กรดทำปฏิกิริยากับโลหะได้แก๊สไฮโดรเจนซึ่งเป็นแก๊สที่เบา ติดไฟได้ 4. กรดทำปฏิกิริยากับหินปูน ทำให้หินปูนกร่อน และ เกิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งมีสมบัติทำให้น้ำปูนใสขุ่น 5. เมื่อนำกรดมาทดสอบกับกระดาษลิตมัสจะเปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากสีน้ำเงินเป็นสีแดง

25. PROPERTIES OF ACIDS • Corrosive ('burns' your skin) • Sour taste (e.g. lemons, vinegar) • Contains hydrogen ions (H+) when dissolved in water • Has a pH less than 7 • Turns blue litmus paper to a red colour • Reacts with bases to form salt and water • Reacts with metals to form hydrogen gas • Reacts with carbonates to form carbon dioxide, water and a salt

26. Acid Properties: When dissolved in water, acids Conduct electricity Change blue litmus to red Have a sour taste React with bases to neutralize their properties React with active metals to liberate hydrogen.

27. EXAMPLES OF ACIDS • Hydrochloric acid (HCl) in gastric juice • Sulphuric acid (H2SO4) • Nitric acid (HNO3) • Carbonic acid in softdrink (H2CO3) • Uric acid in urine • Ascorbic acid (Vitamin C) in fruit • Citric acid in oranges and lemons • Acetic acid in vinegar • Tannic acid (in tea and wine) • Tartaric acid (in grapes)

29. สมบัติของสารละลายกรด มีดังนี้ 1. มีรสเปรี้ยว เช่น น้ำมะนาว (กรดซิตริก) น้ำส้มสายชู (กรดแอซีติก) วิตามินซี (กรดแอสคอร์บิก) เป็นต้น 2. ทดสอบโดยการใช้กระดาษลิตมัส (มี 2 สี คือ สีแดงและสีน้ำเงิน) ถ้าใช้กระดาษลิตมัสสีน้ำเงินจะเกิดการเปลี่ยนแปลงสีของกระดาษลิตมัสจากสีน้ำเงินเป็นสีแดง แต่ถ้าใช้กระดาษลิตมัสสีแดงจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงสีของกระดาษลิตมัส

30. 3. ทำปฏิกิริยากับโลหะได้ผลิตภัณฑ์เป็นแก๊สไฮโดรเจน (H2) เสมอ เช่น ปฏิกิริยาของโลหะสังกะสีในกรดเกลือ ได้เกลือซิงค์คลอไรด์ (ZnCl2) กับแก๊สไฮโดรเจน ดังนั้น โลหะ + กรด   -------->  เกลือ +แก็สไฮโดรเจน โลหะที่เกิดปฏิกิริยา เช่น สังกะสี (Zn), แมกนีเซียม (Mg), ทองแดง (Cu), เงิน (Ag), อะลูมิเนียม (Al) เป็นต้น

31. 4. ทำปฏิกิริยากับสารประกอบคาร์บอเนต (XCO3; X คือ ธาตุโลหะใดๆ เช่น หินปูน (CaCO3),โซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต (NaHCO3) หรือผงฟู ได้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เสมอ เช่น ปฏิกิริยาของหินปูนกับกรดเกลือ ดังสมการ CaCO3 (s) + 2HCl (aq)  -------->  CaCl2 (aq) + CO2 (g) + H2O (l)

32. ข้อควรทราบ        - กรดทำปฏิกิริยากับโลหะได้แก๊สไฮโดรเจน (H2)    - กรดทำปฏิกิริยากับสารประกอบคาร์บอเนตได้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เสมอ 5. สารละลายกรดสามารถนำไฟฟ้าได้ 6. ทำปฏิกิริยากับเบสได้เกลือและน้ำ

33. ข้อควรทราบ - กรดทำปฏิกิริยากับโลหะได้แก๊สไฮโดรเจน (H2)    - กรดทำปฏิกิริยากับสารประกอบคาร์บอเนตได้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เสมอ

34. การสลายตัวของกรดคาร์บอนิกในน้ำอัดลมและโซดาการสลายตัวของกรดคาร์บอนิกในน้ำอัดลมและโซดา

35. ประเภทของกรด กรดแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ 1. กรดอินทรีย์ หมายถึงกรดที่มีหมู่คาร์บอกซิล( COOH) หรือซัลโฟนิล ( -SO3H) เช่น กรดฟอร์มิก( HCOOH) , กรดแอซิติก(CH3COOH) , กรดเบนซีลซัลโฟนิก (C6H5SO3H)

36. 2. กรดอนินทรีย์ หมายถึงกรดที่เกิดจากสิ่งไม่มีชีวิต แบ่งได้ 2 ประเภท 2.1 กรดไฮโดร (Hydro acid ) คือ กรดที่ประกอบด้วยธาตุไฮโดรเจนกับอโลหะอื่นที่ไม่ใช่ออกซิเจน เช่น HF , HBr , HCl , HCN , H2S , HI 2.2 กรดออกซีหรือออกโซ(Oxy acid or Oxo acid ) คือกรดที่ประกอบด้วยธาตุไฮโดรเจน ออกซิเจนและ อโลหะอื่น เช่น H2CO3 , H2SO4 , HNO3 , H2PO4

38. Strength of Acids and Bases: • Acids • There are only 6 strong acids: You must learn them. The remainder of the acids therefore are considered weak acids. • HClH2SO4HNO3HClO4HBrHI

39. เบส

42. PROPERTIES OF BASES AND ALKALIS • Corrosive ('burns' your skin) • Soapy feel • Has a pH more than 7 • Turns red litmus paper to a blue colour • Many alkalis (soluble bases) contain hydroxyl ions (OH-) • Reacts with acids to form salt and water

43. Base Properties: When dissolved in water, bases Conduct electricity Change red litmus to blue Have a slippery feeling React with acids to neutralize their properties

44. EXAMPLES OF BASES AND ALKALIS • Sodium hydroxide (NaOH) or caustic soda • Calcium hydroxide ( Ca(OH)2 ) or limewater • Ammonium hydroxide (NH4OH) or ammonia water • Magnesium hydroxide ( Mg(OH)2 ) or milk of magnesia • Many bleaches, soaps, toothpastes and cleaning agents

45. สมบัติของเบส 1. ทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียมไนเตรดจะให้แก๊สแอมโมเนียซึ่งมีกลิ่นฉุน 2. ทำปฏิกิริยากับน้ำมันพืชหรือไขมันได้สบู่ 3. ทำปฏิกิริยากับโลหะอะลูมิเนียมได้แก๊สไฮโดรเจน 4. มีสมบัติลื่นมือคล้ายสบู่ 5. เบสบางชนิดมีสมบัติกัดกร่อนผิวหนังทำให้เกิดอาการระคายเคือง 6. เมื่อนำเบสมาทดสอบกับกระดาษลิตมัสจะเปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากสีแดงเป็นสีน้ำเงิน

46. สมบัติของสารละลายเบส มีดังนี้ 1. มีรสฝาด ขม 2. เมื่อสัมผัสจะลื่นมือ 3. ทดสอบกับกระดาษลิตมัส ถ้าใช้กระดาษลิตมัสสีแดงจะเกิดการเปลี่ยนแปลงสีของกระดาษลิตมัสจากสีแดงเป็น สีน้ำเงิน แต่ถ้าใช้กระดาษลิตมัสสีน้ำเงินจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงสีของกระดาษลิตมัส

47. 4. ทำปฏิกิริยากับเกลือแอมโมเนีย (NH4Y; Y = ธาตุอโลหะ เช่น คลอรีน (Cl) ได้เป็นแอมโมเนียมคลอไรด์ (NH4Cl)     จะได้น้ำและแอมโมเนีย (NH3) เป็นผลิตภัณฑ์เสมอ เช่นปฏิกิริยาของด่าง (NaOH, โซเดียมไฮดรอกไซด์) กับเกลือแอมโมเนียมคลอไรด์ NaOH (aq)   +  NH4Cl (aq)   ------>    NaCl (aq)    +    H2O (l)     +    NH3 (g) เบสเกลือแอมโมเนียมเกลือโซเดียมคลอไรด์น้ำแอมโมเนีย

48. 5. ไม่ทำปฏิกิริยากับโลหะ ยกเว้น อะลูมิเนียม (Al) ที่เมื่อทำปฏิกิริยาแล้วจะได้แก๊สไฮโดรเจน (H2) 6. ผสมกับน้ำมันหรือไขมัน จะได้สบู่และกลีเซอรอล เรียกปฏิกิริยานี้ว่า ปฏิกิริยาการเกิดสบู่ (saponification reaction) 7. สารละลายเบสนำไฟฟ้าได้ 8. ทำปฏิกิริยากับกรดได้เกลือและน้ำ

50. เบสอาจแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ 1. อินทรีย์เบส คือเบสที่ได้จากสิ่งมีชีวิต เช่น NH3 2. อนินทรีย์เบส คือเบสที่ได้จากสิ่งไม่มีชีวิต ได้แก่เบสที่เป็นสารประกอบไฮดรอกไซด์ เช่น KOH , NaOH