สารละลายอิเล็กโทรไลต์
สารละลายอิเล็กโทรไลต์ คือสารละลายที่เมื่อละลายน้ำแล้ว จะแตกตัวให้ไอออนบวกและไอออนลบ ซึ่งจะทำให้มีสมบัติการนำไฟฟ้า ซึ่งได้แก่สารละลายที่เป็นกรด เบส และเกลือ สารละลายอิเล็กโทรไลต์ แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่
1. สารละลายอิเล็กโทรไลต์แก่ ได้แก่ กรดแก่ เบสแก่ และเกลือที่ละลายน้ำได้ดี เป็นสารที่ละลายน้ำแล้วแตกตัวได้ทั้งหมด จึงไม่มีสมดุล
2. สารละลายอิเล็กโทรไลต์อ่อน ได้แก่ กรดอ่อน เบสอ่อน และเกลือที่ละลายน้ำได้เล็กน้อย แตกตัวเป็นไอออนไม่ได้ทั้งหมด จึงมีภาวะสมดุลขึ้น ซึ่งในเรื่องนี้เราจะอธิบายถึงสมดุุลของสารละลาย
อิเล็กโทรไลต์อ่อนนี้นั่นเอง
ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับกรดและเบส
กรดและเบส เป็นที่รู้จัก และมีการศึกษามานานมากแล้ว ในที่นี้ขอพูดถึงวิวัฒนาการของนิยามกรดและเบส 3 แบบ ดังนี้
1. ในปี 1884 สวันเต เอากุสต์ อาร์เนเนียส ชาวสวีเดน ได้ให้นิยามว่า "กรด คือสารที่ละลายน้ำแล้วให้โปรตอน(H+) ส่วนเบส คือสารที่ละลายน้ำแล้วให้ไฮดรอกไซด์ไอออน(OH-)" แต่นิยามนี้มีข้อจำกัดคือ กรดต้องเป็นสารที่ละลายน้ำ และมี H หรือ OH อยู่เท่านั้น จึงจะตัดสินได้ว่าเป็นกรดหรือเบส
2. ในปี 1923 เบรินสเตด นักเคมีชาวเดนมาร์ค และ ลาวรี นักเคมีชาวอังกฤษ ได้ให้นิยามว่า "กรด คือสารที่ให้โปรตอน และเบส คือสารที่รับโปรตอน" แต่ก็ยังมีข้อจำกัดคือ การระบุว่าสารใดเป็นกรดหรือเบส ก็ยังต้องมี H+ ในโมเลกุล
3. ในปี 1923 เช่นเดียวกัน กิลเบิร์ต นิวตัน ลิวอิส ได้ให้นิยามว่า "กรดคือสารทั้รับอิเล็กตรอน และเบสคือสารที่ให้อิเล็กตรอน" ซึ่งเราสามารถเรียกกรดตามนิยามของลิวอิสได้ว่า เป็น Eletrophile ซึ่งแปลว่า ชอบอิเล็กตรอน และเบสคือ Nucleophile คือ ชอบนิวเคลียส
คู่กรด-คู่เบส
ยกตัวอย่างสมดุล
HA + B <---------> BH+ + A-
เราจะเห็นว่า BH+ และ A- มีสมบัติเป็นกรดและเบสด้วย โดย A- เป็นคู่ที่มีสมบัติเป็นเบสของกรด HA และ BH+ เป็นคู่ที่มีสมบัติเป็นกรดของเบส B พูดอีกอย่างหนึ่ง คือ A- เป็นคู่เบสของ HA และ BH+ เป็นคู่กรดของ B ในทำนองเดียวกัน HA จึงเป็นคู่กรดของ A- และ B เป็นคู่เบสของ BH+
ตัวอย่างสมดุลเช่น CH3COOH + H2O <----------> CH3COO- + H3O+
จะได้ว่า CH3COO- เป็นคู่เบสของ CH3COOH หรือ CH3COOH เป็นคู่กรดของ CH3COO-
และ H3O+ เป็นคู่กรดของ H2O หรือ H2O เป็นคู่เบสของ H3O+
ประเภทของกรด-เบส
กรดและเบส แบ่งได้เป็น 2 ชนิด คือ
1. กรดอินทรีย์-เบสอินทรีย์ โดยกรดอินทรีย์ คือกรดที่มีหมู่ Carboxyl (-COOH) อยู่ด้วย และเบสอินทรีย์คือเบสที่มีหมู่ Ammine (-NH2) อยู่ด้วย
2. กรดอนินทรีย์-เบสอนินทรีย์ กรดอนินทรีย์ คือ กรดที่มี H และอโลหะอื่นๆอยู่ด้วย เรียกอีกอย่างว่า "กรดแร่" แต่กรดที่มีทั้ง H, O และอโลหะอื่นๆอยู่ด้วย เราจะเรียกว่า "กรดออกซี" เช่น HNO2 ส่วนเบสอนินทรีย์ คือเบสที่มีหมู่ OH อยู่ด้วย เช่น NaOH
ความแรงของ กรด-เบส
ความแรงของกรดและเบส ขึ้นอยู่กับความสามารถในการแตกตัวเป็นไอออนเมื่อละลายน้ำ ซึ่งแบ่งเป็น 2 ชนิด ได้แก่
1. อิเล็กโทรไลต์แก่ แตกตัวได้หมด 100% ไม่มีสมดุลของไอออน ละลายน้ำได้ดีมาก โดย
กรดแก่ มีทั้งหมด 6 ชนิด แต่ได้ HClO4, H2SO4, HI, HBr, HCl, และ HNO3
เบสแก่ คือไฮดรอกไซด์ของโลหะแอลคาไล และโลหะแอลคาไลเอิร์ท เช่น LiOH, NaOH, Ca(OH2), Ba(OH2)
เกลือ คือสารผลิตภัณฆ์จากปฏิกริยาระหว่างกรด-เบส เช่น LiCl, Na2SO4
2. อิเล็กโทรไลต์อ่อน เมื่อละลายน้ำแล้ว แตกตัวได้ไม่หมด 100% จึงมีสมดุลไอออนเกิดขึ้น นำไฟฟ้าได้ แต่ไม่ดีเท่าสารละลายอิเล็กโทรไลต์แก่
การพิจารณาความแรงของกรด
1. กรดที่มีออกซิเจนมาก จะยิ่งแรงมาก
2. ถ้าอะตอมกลางมีค่า EN มาก จะยิ่งแรงมาก
3. ถ้า H เกาะกับอโลหะในหมู่เดียวกัน ถ้าเลขอะตอมของอโลหะมาก ก็จะยิ่งแรงมาก
** กรดที่ให้ H+ ได้ง่าย (H+ ในโมเลกุลไม่สเถียร) คือกรดที่แรงกว่า **
การพิจารณาความแรงของเบส
1. เบสที่ละลายน้ำได้ดีกวาจะแรงกว่า
2. ไฮดรอกไซด์ของโลหะหู่เดียวกัน ความแรงของเบสเพิ่มตามเลขอะตอม
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น