1. Acid-Base
การคานวณหาค่า pH และ pOH ของสารละลายกรด-เบส
การแตกตัวของโมเลกุลนา
กรดหลายโปรตอน
วิชาเคมีเพิ่มเติม 3 ว 30223
นางสาวนิติมา รุจิเรขาสุวรรณ

2. Water is in a state of dynamic equilibrium in which H2O
molecules dissociate into H3O+ (hydronium) and OH-
(hydroxide) ions
2H2O(l) H3O+
(aq) + OH-
(aq)
Dissociation of water molecule

3. Dissociation of water molecule
2H2O(l) H3O+
(aq) + OH-
(aq)
Kw = [H3O+][OH-]
จากการทดลองการแตกตัวของน้้าบริสุทธิ์ 25 ºC
[H3O+] = [OH-] = 1.0x10-7 M
Kw = [10-7][10-7] = 10-14
[H3O+] = Kw / [OH-]
[OH-] = Kw / [H3O+]
10-14 = [H3O+][OH-]
take –log จะได้ 14 = -log [H3O+] + -log [OH-]
14 = pH + pOH
pH = -log[H+]
pOH = -log[OH-]

4. Dissociation of water molecule
[H3O+] = [OH-] = 1.0x10-7 M
[H3O+] และ [OH-] จะเปลี่ยนแปลงหากเติม
กรดหรือเบสลงในน้้าบริสุทธิ์
Example : ในสารละลาย HCl เข้มข้น 0.01 M ที่ 25 ºC จะมี
H3O+ และ OH- เข้มข้นอย่างละเท่าใด มี pH และ pOH เท่าใด

5. pH, pOH, Ka,Kb และ % การแตกตัวของ Acid and base
กรดแก่และเบสแก่
จะแตกตัวเป็นไอออนได้อย่างสมบูรณ์ (แตกตัวในน้้าได้ 100%)
จึงเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าอย่างเดียว ไม่มีสมดุลไอออน
HCl(aq) + H2O(l)  H3O+(aq) + Cl–(aq)
กรดแก่ : ไม่มีภาวะสมดุล
กรดอ่อน : มีภาวะสมดุล
pH = -log[H3O+]
pOH = -log[OH-]
pH + pOH = 14
[H3O+] = 10-pH
[OH-] = 10-pOH

6. pH, pOH ของ Acid and base
กรดแก่และเบสแก่
หากทราบความเข้มข้นของกรดแก่หรือเบสแก่จะบอก
ความเข้มข้นของ H3O+ หรือ OH- ได้
[กรดแก่] = [ H3O+ ] , [ H+]
[เบสแก่] = [ OH- ]
ตัวอย่าง สารละลาย HCl เข้มข้น 0.5 mol/dm3 จะมีไอออน
ชนิดใด และเข้มข้นเท่าใด
HCl H+ + Cl-
เริ่ม 0.5 - -
สุดท้าย 0 0.5 0.5
ดังนั้น [ H+ ] = [Cl-] = 0.5 M
pH = -log[H+] = -log 0.5

7. กรดแก่และเบสแก่
1) สารละลาย NaOH เข้มข้น 0.1 M
2) สารละลาย Ba(OH)2 เข้มข้น 0.01 M
ตัวอย่าง 5 สารละลาย HBr ปริมาตร 5 dm3 มี HBr ละลายอยู่
1.5 mol มีไอออนชนิดใด เข้มข้นเท่าใด มี pH และ pOH เท่าใด
pH, pOH ของ Acid and base
3) สารละลาย HNO3เข้มข้น 2x10-5 M
4) สารละลาย KOH เข้มข้น 4x10-3 M
ค้าชี้แจง จงหาความเข้มข้นของไอออนทุกชนิด, pH และ pOH ของ

8. กรดแก่และเบสแก่
ตัวอย่าง 6 สารละลาย Ba(OH)2 เข้มข้น 0.1 mol/dm3 ปริมาตร
100 cm3 จะมี OH- กี่ mol ถ้าเติมน้้าให้มีปริมาตรเป็น 400 cm3
ความเข้มข้นของ Ba2+ และ OH- จะเป็นเท่าใด สลล. มี pH เท่าใด
ตัวอย่าง 7 หลอดหยดอันหนึ่งเมื่อหยดสารละลาย 20 หยด
จะมีปริมาตร 1 cm3 เมื่อหยดสารละลาย HCl เข้มข้น 2.0 M
จ้านวน 1 หยด ลงในน้้าปริมาตร 5 ลิตร จะมี H+ และ Cl-
เข้มข้นอย่างละเท่าใด
pH, pOH ของ Acid and base

9. กรดอ่อนและเบสอ่อน
กรดอ่อนและเบสอ่อนจะแตกตัวไม่หมด จึงอยู่ในสมดุล ณ ภาวะ
สมดุลจะมีทั้งสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์คือ จะมีทั้งไอออนบวก ไอออนลบ
โมเลกุล และน้้า
pH, pOH ของ Acid and base
pH = -log[H3O+]
pOH = -log[OH-]

10. กรดอ่อนและเบสอ่อน
Ka = [ H3O+ ]2
Ca
Ka, Kb และ % การแตกตัวของ Acid and base
หรือ
การแตกตัวของกรดอ่อนและเบสอ่อนจะสามารถค้านวณหา
ค่าคงที่สมดุลการแตกตัวของกรดอ่อน (Ka)

11. กรดอ่อนและเบสอ่อน
Ka : ค่าคงที่สมดุลการแตกตัวของกรดอ่อน
Ka = [ H3O+ ]2
Ca
[ H3O+ ] = √ Ka . Ca
pKa = -log Ka
Kb = [ OH- ]2
Cb
[ OH- ] = √ Kb . Cb
pKb = -log Kb
Ka, Kb และ % การแตกตัวของ Acid and base
Kb : ค่าคงที่สมดุลการแตกตัวของเบสอ่อน

12. กรดอ่อนและเบสอ่อน
ตัวอย่าง 1 Nicotinic acid เป็นกรดอ่อนชนิดหนึ่งโปรตอน
เขียนแทนด้วย HA : HA + H2O H3O+ + A-
พบว่าที่ภาวะสมดุล สารละลายเจือจางมี [HA] = 0.049 M
[H3O+ ], [A-] = 8.4 x 10-4 M จงหา pH, Ka และ pKa
Ka, Kb และ % การแตกตัวของ Acid and base
ตัวอย่าง 2 จงค้านวณหา pH และความเข้มข้นของ ion ในสารละลาย
HClO 0.1 M ( Ka ของ HClO = 3.5 x 10-8 )
ตัวอย่าง 3 จงหา pH ของสารละลาย CH3COOH เข้มข้น 0.2 mol/dm3
( Ka ของ CH3COOH = 1.8 x 10-5)
ตัวอย่าง 4 จงหาเปรียบเทียบ pH ของ CH3COOH และ HF เข้มข้น 0.1 M
ก้าหนด Ka ของ CH3COOH = 1.8 x 10-5 , Ka ของ HF = 7.2 x 10-4
(3, 1.44x10-5, 4.84)
(4.23, [H3O+]=[ClO-] = 5.92x10-5)
(2.72)
(2.87) (2.07)

13. กรดอ่อนและเบสอ่อน
การค้านวณหาร้อยละ (เปอร์เซ็น) การแตกตัวเป็นไอออน
[H3O+]
Ca
% = x 100
% = x 100
Ka, Kb และ % การแตกตัวของ Acid and base

14. กรดอ่อนและเบสอ่อน
การค้านวณหาร้อยละ (เปอร์เซ็น) การแตกตัวเป็นไอออน
ตัวอย่าง 1 จงค้านวณ % การแตกตัวและ pH ของ CH3COOH
เข้มข้น 0.1 M (Ka ของ CH3COOH = 1.8 x 10-5 )
ตัวอย่าง 2 ที่ 25 ºC กรด CH3COOH เข้มข้น 0.1 M แตกตัวได้
1.34 % จงหา [H3O+], [CH3COO-], pH และ Ka
Ka, Kb และ % การแตกตัวของ Acid and base
(% =1.34, pH = 2.87)

15. กรดอ่อนและเบสอ่อน
HomeWork1. หา [H+], pH, pOH ในสารละลาย
1) 0.01 M HCl
2) 0.0015 M HNO3
3) 0.002 M CH3COOH (Ka = 1.8 x 10-5 )
4) 0.01 M NaOH
5) 0.02 M Ba(OH)2
6) 0.02 M NH3 (Kb = 1.8 x 10-5 )
Ka, Kb และ % การแตกตัวของ Acid and base

16. กรดอ่อนและเบสอ่อน
HomeWork
2. จงหา % การแตกตัวของ HCOOH เข้มข้น 0.015 M
(Ka = 1.8 x 10-4 )
3. กรด CH2ICOOH เข้มข้น 0.4 M แตกตัว 4.1%
หา Ka และ pH ของกรดนี้
4. หา Ka ของ
5.1 0.1 M HF แตกตัว 8.1%
5.2 0.05 M HClO แตกตัว 8.4 x 10-2 %
Ka, Kb และ % การแตกตัวของ Acid and base
(%=10.95)
(Ka=6.72x10-4 , pH=1.78)
(Ka=6.56x10-4)
(Ka=3.53x10-8)

17. กรดหลายโปรตอน(Polyprotic acid)
หมายถึง กรดที่ละลายน้้าแล้วแตกตัวให้ H+ มากกว่า 1 อะตอมต่อ
หนึ่งโมเลกุล เช่น H2CO3 แตกตัวให้ H+ 2 อะตอมในหนึ่งโมเลกุล
จึงเรียกว่า กรดสองโปรตอน (diprotic acid) จะมี Ka 2 ค่า
H2CO3 + H2O H3O+ + HCO3
-
HCO3
- + H2O H3O+ + CO3
2-
Ka1 = 4.3 x 10-9
Ka2 = 5.6 x 10-11
จะเห็นว่า Ka1 > Ka2 เสมอ เพราะ Ka1 อะตอม H+ จะหลุดออกจาก
โมเลกุลง่ายกว่า Ka2 ที่ H+ จะหลุดออกจากไอออนลบ

18. กรดหลายโปรตอน(Polyprotic acid)
Exercise2 สารละลาย H2S ที่ 25 ºC เข้มข้น 0.1 M จะมี
[H2S], [HS-], [S2-], [H+] เท่าใด (Ka1=1.1 x 10-7, Ka2 =1 x 10-14)
Exercise3 สารละลาย H2CO3 ที่ 25 ºC เข้มข้น 0.4 M จะมี
[HCO3
-], [CO3
2-], [H3O+] (Ka1 = 4.3 x 10-7, Ka2 = 5.6 x 10-11 )
Exercise1 เขียนสมการการแตกตัวของ H2S และ H3PO3