การแตกตัวของกรดอ่อน - เบสอ่อน

การแตกตัวของกรดอ่อน monoprotic

กรดอ่อนหรือเบสอ่อนเมื่อละลายน้ำจะแตกตัวได้เพียงบางส่วน ในสารละลายจึงมีไอออนและโมเลกุลที่ไม่แตกตัว ดังนั้นจึงเกิดการเปลี่ยนแปลงผันกลับได้เกิดภาวะสมดุลสารละลายกรดอ่อน-เบสอ่อน จัดว่าเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์อ่อน

ตัวอย่างกรดอ่อน monoprotic

HCOOH
formic acid

HNO₂
nitrous acid

CH₃COOH
acetic acid

HF
hydrofluoric acid

HCN
hydrocyanic acid

HClO₂
chlorous acid

เมื่อกรดอ่อน HA แตกตัวจะให้ไอออนลบและ H₃O⁺ ดังสมการ

HA        +    H₂O → H₃O⁺    +   A^-

ตัวอย่าง                 HCOOH +    H₂O     →    H₃O⁺    +   HCOO^-

HClO₄    +    H₂O →   H₃O⁺    +   ClO₄^-

HCN       + H₂O →   H₃O⁺    +   CN^-

ความสัมพันธ์ระหว่างกรดอ่อนและไอออน ณ ภาวะสมดุล


พิจารณาการแตกตัวของกรด HA

HA        +      H₂O →   H₃O⁺    +      A^-

ความเข้มข้นเริ่มต้น       Ca –                          0                0

เปลี่ยนไป -x –                        +x             +x

ความเข้มข้นที่สมดุล     Ca-x –                         x               x

การแตกตัวของกรดอ่อน polyprotic

                กรดอ่อนที่มี H มากกว่า 1 อะตอมจะแตกตัวให้ H₃O⁺ มากกว่า 1 ไอออนเรียกกรดประเภทนี้ว่ากรดพอลิโปรติก

ตัวอย่างกรดอ่อน polyprotic

H₃PO₄ phosphoric acid

H₃PO₃ phosphorous acid

H₃BO₃ boric acid

H₂CO₃ carbonic acid

H₂SO₃ sulfurous acid

การแตกตัวของกรดประเภทนี้มีได้หลายขั้น แต่ละขั้นจะมีปริมาณการแตกตัวแตกต่าง

กันการแตกตัวของกรด H₃PO₄ เกิดได้ 3 ขั้นดังนี้

กรดพอลิโปรติก ถ้าแตกตัวให้ H₃O⁺ 2 ไอออนเรียกว่ากรดไดโปรติก เช่น H₂SO₄ถ้าแตกตัวให้ H₃O⁺ 3 ไอออนเรียกว่ากรดไตรโปรติก เช่น H₃PO₄ การแตกตัวของกรพอลิโปรติกจะมีมากกว่า 1 ขั้น และแต่ละขั้นจะมีค่า K_a เฉพาะตัว โดยทั่วไปค่า K_a1 มีค่ามากกว่าค่า K_a2และค่า K_a2 มากกว่าค่า K_a3ในการเปรียบเทียบการแตกตัวของกรดจึงมีเปรียบเทียบจากค่า K_a1สำหรับกรด H₃PO₃ แม้จะมี H 3 อะตอมแต่สามารถเกิดการแตกตัวได้เพียง 2ขั้นเท่านั้น

การคำนวณหาความเข้มข้นของ H3O+ และ OH- ในสารละลายได้ เช่น

1. สารละลาย HNO3 เข้มข้น 1 mol/dm3 จะแตกตัวให้ H3O+ และ NO3- อย่างละ 1 mol/dm3

2. สารละลายเบสแก่ NaOH เข้มข้น 0.1 mol/dm3 จะแตกตัวให้ Na+ และ OH- เข้มข้น

อย่างละ 0.1 mol/dm3

3. สารละลายเบสแก่ Ca(OH)2 เข้มข้น 1 mol/dm3 จะแตกตัวให้ Ca2+ 1 mol/dm3 แต่ให้

OH- 2 mol/dm3

H2SO4 แตกตัวได้ 2 ขั้น ดังนี้



    การแตกตัวของกรดอ่อน - เบสอ่อน

กรดอ่อนและเบสอ่อนจัดเป็นอิเล็กโทรไลต์อ่อน เมื่อละลายน้ำจึงแตกตัวได้ไม่หมด แตกตัวได้เพียงบางส่วนและเป็นส่วนที่น้อยมากเมื่อเทียบกับความเข้มข้นเริ่มต้นของกรดอ่อนหรือเบสอ่อน การแตกตัวของกรดอ่อนและเบสอ่อนจึงเป็นการเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้ ณ ภาวะสมดุลจึงมีทั้งโมเลกุลของกรดอ่อนหรือเบสอ่อนและไอออนที่เกิดจากการแตกตัวของกรดอ่อนและเบสอ่อน การบอกความเข้มข้นของ H3O+ และ OH- ที่เกิดจากการแตกตัวของกรดอ่อนและเบสอ่อน นิยมบอกเป็นร้อยละเรียกว่า ร้อยละการแตกตัว(percent ionization : α)  เช่น กรดอ่อน HAเข้มข้น 1 mol/dm3 แตกตัวได้ร้อยละ 5 หมายความว่าในสารละลายปริมาตร 1 dm3 มีกรด HA ละลายอยู่ 1 mol และเมื่อถึงสมดุลกรด HA แตกตัวไปเพียง 0.05 mol และเหลืออยู่ 0.95 mol

  ปริมาณการแตกตัวของกรดอ่อน นอกจากจะบอกเป็นร้อยละแล้ว ยังสามารถบอกโดยใช้ค่าคงที่สมดุล

ของปฏิกิริยาก็ได้ เรียกว่า ค่าคงที่สมดุลของกรด หรือ ค่าคงที่การแตกตัวของกรด (acid ionization

  constant : Ka)

ส่วนเบสอ่อน เรียกว่า ค่าคงที่สมดุลของเบส หรือ ค่าคงที่การแตกตัวของเบส (base ionization

   constant : Kb) เช่น ถ้า MOH เป็นเบสอ่อน

   ค่าคงที่การแตกตัวของกรด (Ka) และค่าคงที่การแตกตัวของเบส (Kb) เป็นค่าที่บอกให้ทราบว่ากรดอ่อน หรือเบสอ่อนนั้นแตกตัวเป็นไอออนได้มากน้อยเพียงใด

กรดที่มีค่า Ka สูงจะแตกตัวเป็นไอออนได้มากกว่ากรดที่มีค่า  Ka ต่ำ และเบสที่มีค่า Kb สูงจะแตกตัวเป็นไอออนได้มากกว่าเบสที่มีค่า Kb ต่ำ   กรดอ่อนที่มี H 1 อะตอม

ใน 1 โมเลกุล เช่น HA เรียกกรดประเภทนี้ว่า กรดโมโนโปรติก (monoprotic)  ได้แก่ CH3COOH, HCOOH, HF, HCN เป็นต้น

อ้างอิง

https://reanooanirut.wordpress.com/

http://www.il.mahidol.ac.th/e-media/acid-base/images/519.gif

https://sites.google.com/site/chemistrylandy/4th

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น

สมัครสมาชิก: บทความ (Atom)