Page 3 - กรด-เบส ตอนที่ 2

เอกสารค าสอน 30310259 ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สมศักดิ์ ศิริไชย

วิธีการเตรียมบัฟเฟอร์ สามารถเตรียม 2 วิธี คือ

1. ผสมกรดอ่อนกับเกลือของกรดอ่อนนั้น หรือผสมเบสอ่อนกับเกลือของเบสอ่อนนั้น เช่น บัฟเฟอร์
-
CH COOH/CH COO สามารถเตรียมโดยการเติม CH COONa ลงในสารละลายของ CH COOH
3
3
3
3
เช่นเดียวกับบัฟเฟอร์ NH /NH สามารถเตรียมโดยการเติม NH Cl ลงในสารละลาย NH 3
+
4
3
4
2. เตรียมคู่กรดหรือคู่เบสจากสารละลายของเบสอ่อนหรือกรดอ่อน โดยการเติมกรดแก่หรือเบส
-
แก่ ตัวอย่างเช่น ในการเตรียมบัฟเฟอร์ CH COOH/CH COO ท าโดยการเติม NaOH บางส่วน
3
3
ลงในสารละลาย CH COOH เพื่อสะเทิน CH COOH ประมาณครึ่งหนึ่ง ดังสมการ
3
3
-
-
CH COOH + OH  CH COO + H O
3
2
3
เพื่อเข้าใจการท างานของบัฟเฟอร์ เราจะเริ่มจากการพิจารณาสารละลายที่ประกอบด้วยกรดอ่อน HA และ
+
เกลือ MA ของกรดอ่อน HA โดยที่ M อาจเป็น Na หรือ K หรือแคทไอออนตัวอื่น ๆ ที่ไม่ท าปฏิกิริยากับน้ า
+
+
ค่าคงที่การแตกตัวเป็นไอออนของกรดในสารละลายบัฟเฟอร์นี้ เกี่ยวข้องทั้งกรดและคู่เบสของกรด
+
-
HA(aq) H (aq) + A (aq) (3-2)
นิพจน์ค่าคงที่การแตกตัวเป็นไอออนของกรด คือ
+
H   A 
-
K a =    (3-3)
 
HA
+
จัดสมการใหม่เพื่อหา [H ]
 
HA

+

H = K a - (3-4)


 A   
+
จากสมการ 3-4 เห็นได้ว่า [H ] หรือก็คือ pH ของสารละลายขึ้นอยู่กับค่า K ของกรดอ่อนที่เป็นองค์ประกอบ
a
   
HA
ของบัฟเฟอร์ และอัตราส่วนของความเข้มข้นของคู่กรด-เบส  
 A  -  
   
-
-
ถ้าเติม OH ลงในสารละลายบัฟเฟอร์นี้ OH จะท าปฏิกิริยากับองค์ประกอบที่เป็นกรดของบัฟเฟอร์เกิดเป็น
-
น้ าและ A
-
-
OH (aq) + HA(aq)  H O(ℓ) + A (aq) (3-5)
2
เบสที่เติม
ปฏิกิริยาการสะเทินนี้ ท าให้ [HA] ลดลง และ [A ] เพิ่มขึ้น ตราบใดที่ปริมาณสัมพัทธ์ของ HA และ A ในบัฟเฟอร์
-
-
[HA]
-
มีมากเมื่อเทียบกับ OH ที่เติมลงไป อัตราส่วน จะไม่เปลี่ยนแปลงมาก ดังนั้น pH เปลี่ยนแปลงเล็กน้อย
-
[A ]
+
+
ถ้าเติม H ลงไปในบัฟเฟอร์ H จะท าปฏิกิริยากับองค์ประกอบที่เป็นเบสของบัฟเฟอร์ ดังสมการ
+
-
H (aq) + A (aq)  HA(aq) (3-6)
+
ปฏิกิริยานี้สามารถแสดงโดยใช้ H O
3
+
-
H O (Aq) + A (aq)  HA(aq) + H O(ℓ)
3
2
เรื่อง  ปฏิกิริยาระหว่างกรดและเบส หน้า 85