วันศุกร์ที่ 26 สิงหาคม พ.ศ. 2554

1.นิยามของอาร์เรเนียส



กรด คือ สารที่สามารถให้โปรตอน (proton donor) แก่สารอื่น

เช่น

เบส คือ สารที่สามารถรับโปรตอน (proton acceptor) จากสารอื่น

เช่น
NaOH (s) Na⁺ (aq) + OH^- (aq)
KOH (s) K⁺ (aq) + OH^- (aq)

HCl (g) H⁺ (aq) + Cl^- (aq)
HClO₄(l) H⁺ (aq) + ClO₄^- (aq)

2.นิยามของเบรินสเตด-ลาวรี

                                                              Thomas Martin Lowry       

 

                                                         Bronsted, Johannes Nicolaus  

กรด คือ สารที่สามารถรับอิเลคตรอนคู่โดดเดี่ยวจากสารอื่น

เบส คือ สารที่สามารถให้อิเลคตรอนคู่โดดเดี่ยวแก่สารอื่น

สารที่เป็นคู่กรด-เบส คือ สารที่มี H⁺ต่างกัน1ตัวโดยที่คู่กรดจะมีH⁺มากกว่าคู่เบส1ตัว
เช่น

H₂O เป็นสารที่ี่ให้โปรตอน (H⁺) ดังนั้น H₂O จึงเป็นกรด

NH₃เป็นสารที่ี่รับโปรตอน (H⁺) ดังนั้น NH₃ จึงเป็นเบส

H₂O เป็นคู่กรดของเบสOH^-

NH₃ เป็นคู่เบสของกรด NH₄⁺

CH₃COOH เป็นสารที่ี่ให้โปรตอน (H⁺) ดังนั้น CH₃COOH จึงเป็นกรด

 H₂O เป็นสารที่ี่รับโปรตอน (H⁺) ดังนั้น H₂Oจึงเป็นเบส

CH₃COOH เป็นคู่กรดของเบสCH₃COO^-

H₂O เป็นคู่เบสของกรด H₃O⁺

3.นิยามของลิวอิส

กรด คือ สารที่สามารถรับอิเล็กตรอนคู่ แล้วเกิดพันธะโคเวเลนต์

เบส คือ สารที่สามารถให้อิเล็กตรอนคู่ แล้วเกิดพันธะโคเวเลนต์

เช่น

NH₃ ให้อิเล็กตรอนคู่ 1 คู่กับ BF₃ จึงเป็นเบส (Nucleophile)
BF₃ รับอิเล็กตรอนคู่ 1 คู่จาก NH₃ จึงเป็นกรด (Electroophile)
4.วิธีการตรวจสอบความเป็นกรด-เบส

-อินดิเคเตอร์ (indicator) คือ สารที่ใช้ตรวจสอบไฮโดรเนียมไอออน  และไฮดรอกไซด์ไอออน ได้ เนื่องจากสารละลายที่เป็นกรดจะมีความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออนมากกว่าสารละลายที่เป็นเบส
กรดเป็นสารประกอบไฮโดรเจน เมื่อละลายอยู่ในน้ำจะแตกตัวให้ไฮโดรเนียมไอออน

เบสเป็นไฮดรอกไซด์ของโลหะหรืออนุมูลที่มีค่าเทียบเท่าโลหะ ซึ่งเมื่อละลายอยู่ในน้ำจะแตกตัวให้ไฮดรอกไซด์ไอออน

-กระดาษลิตมัส

•  สารละลายที่มีสมบัติเป็นกรด จะเปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากสีน้ำเงินไปเป็นสีแดง
•  สารละลายที่มีสมบัติเป็นเบส จะเปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากสีแดงไปเป็นสีน้ำเงิน
•  สารละลายที่มีสมบัติเป็นกลาง จะไม่ทำปฏิกิริยากับกระดาษลิตมัสทั้งสีน้ำเงินและสีแดง กระดาษลิตมัสจึงไม่เปลี่ยนสี 

-กระดาษยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์

 

รูปแสดงการเปลี่ยนสีของกระดาษยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์

ยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์แบบสารละลายจะเปลี่ยนสีเมื่อใช้ทดสอบสารละลายที่มีค่า pH อยู่ในช่วงที่แตกต่างกัน ดังตัวอย่างต่อไปนี้

•  ฟีนอล์ฟทาลีน เป็นสารละลายใสไม่มีสีซึ่งจะเปลี่ยนเป็นสีชมพู เมื่อใช้ทดสอบความเป็นกรด-เบสของสารละลายที่มีค่า pH อยู่ระหว่าง 8.3-10.0
• เมทิลเรด เป็นสารละลายสีแดงซึ่งจะเปลี่ยนเป็นสีเหลือง เมื่อใช้ทดสอบความเป็นกรด-เบสของสารละลายที่มีค่า pH อยู่ระหว่าง 4.2-6.2
• บรอมไทมอลบลู เป็นสารละลายสีเหลืองซึ่งจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงิน เมื่อใช้ทดสอบความเป็นกรด-เบสของสารละลายที่มีค่า pH อยู่ระหว่าง 6.0-7.6
• ฟีนอลเรด เป็นสารละลายสีเหลืองซึ่งจะเปลี่ยนเป็นสีแดง เมื่อใช้ทดสอบความเป็นกรด-เบสของสารละลายที่มีค่า pH อยู่ระหว่าง 6.8-8.4
  

-พีเอชมิเตอร์ (pH meter)

5.ความแรงของกรดเบส

-ดูจากการแตกตัวของกรด

กรดที่มีการแตกตัวมาก มีความเป็นกรดมาก กรดและเบสที่แตกตัวได้ 100% จะเรียกว่ากรดแก่ และเบสแก่ ตามลำดับ ซึ่งสามารถนำไฟฟ้าได้ดี แต่ถ้ากรดและเบสนั้นแตกตัวได้เพียงบางส่วนก็จะเรียกว่า กรดอ่อน หรือเบสอ่อน ตามลำดับ ซึ่งการนำไฟฟ้าจะไม่ดี

-ดูจากความสามารถในการให้และรับโปรตอน

กรดแก่ ได้แก่ กรดที่ให้โปรตอนได้มาก

กรดอ่อน ได้แก่ กรดที่ให้โปรตอนได้น้อย

เบสแก่ ได้แก่ เบสที่รับโปรตอนได้มาก

เบสอ่อน ได้แก่ เบสที่รับโปรตอนได้น้อย

โดยมีข้อสังเกตเกี่ยวกับคู่กรด- เบส ดังนี้

• ถ้ากรดเป็นกรดแก่ คู่เบสจะเป็นเบสอ่อน เช่น

 

HCl (aq) + H₂O H₃O⁺ (aq) + Cl^- (aq)

กรดแก่ เบสอ่อน

 

• ถ้ากรดเป็นกรดอ่อน คู่เบสจะเป็นเบสแก่ เช่น

HS^- (aq) + H₂O H₃O⁺ + S^2- (aq)

กรดอ่อน     เบสแก่

 

• ถ้าเบสเป็นเบสแก่ คู่กรดจะเป็น กรดอ่อน เช่น

H₃O⁺ + S^2-(aq) HS^- (aq) + H₂O

เบสแก่     กรดอ่อน

 

• ถ้าเบสเป็นเบสอ่อน คู่กรดจะเป็น กรดแก่ เช่น

Cl^-(aq) + H₃O⁺ HCl + H₂O
เบสอ่อน    กรดแก่
 

ตารางลำดับความแรงของกรดและเบสตัวอย่างตามทฤษฎีของเบรินสเตต- ลาวรี

 
- ดูจากการเรียงลำดับในตารางธาตุ
การพิจารณาความแรงของกรดและเบสดูจากการเรียงลำดับของธาตุที่อยู่ในกรดนั้้้น ตามตารางธาตุ ซึ่งแบ่งออกได้เป็น

• กรดออกซี หมายถึง กรดที่ประกอบด้วย H, O และธาตุอื่นอีก เช่น HNO₃ ,H₃PO₄,H₃AsO₄ ,HClO₄ ถ้าจำนวนอะตอมออกซิเจนเท่ากัน ความแรงของกรดเรียงลำดับดังนี้

ดังนั้น H₂SO₄ > H₂SeO₄ , H₃PO₄ > H₃AsO₄
 

• กรดที่ไม่มีออกซิเจน เช่น HCl, HBr, HF, และ HI ความแรงของกรดแรงลำดับดังนี้HI > HBr > HCl > HFH₂S > H₂O

กรดแก่-เบสแก่มี ดังนี้