โรงเรียนนวมินทราชินูทิศ สตรีวิทยา พุทธมณฑล

K-Me Article

กรด - เบส ตอนที่ 2 การแตกตัวของกรด-เบส และภาวะสมดุลในสารละลายกรด – เบส

กรด-เบส
ตอนที่ 2 การแตกตัวของกรด-เบส และภาวะสมดุลในสารละลายกรด – เบส

เมื่อจำแนก กรด-เบส โดยดูจากความแรงของกรดหรือเบส ทำให้จำแนกออก 2 ชนิด คือ

1. กรดแก่ (strong acid) คือกรดที่ละลายน้ำแล้วจะแตกตัวเป็นไอออนได้ 100 % มี 7 ชนิด และมีลำดับ
ความแรงดังนี้ HClO₄>HI>HBr>HCl>H₂SO₄>HNO₃>HClO₃

                 2. กรดอ่อน (weak acid) คือกรดที่มีความแรงของกรดน้อย เมื่อเกิดการละลายจะมีการแตกตัวเพียงเล็กน้อย
                          และเกิดภาวะสมดุล กรดอ่อนมีอยู่เป็นจำนวนมาก ได้แก่ กรดอินทรีย์ทุกชนิด รวมทั้งกรดอนินทรีย์ที่ไม่ใช่
                         กรดแก่ เช่น H₂CO₃ H₂SO₃ …

3. เบสแก่ (Strong base) คือเบสที่ละลายน้ำแล้วแตกตัว 100 % มี 8 ชนิดและมีลำดับความแรงดังนี้

KOH > Ba(OH)₂> CsOH > NaOH > Sr(OH)₂> Ca(OH)₂ > LiOH > RbOH

                 4. เบสอ่อน (Weak base) คือเบสที่มีความแรงน้อย เมื่อละลายจะแตกตัวเพียงเล็กน้อยแล้วเกิดภาวะสมดุล
                      ทำนองเดียวกับกรดอ่อน เช่น NH₃   หรือ NH₄OH
                                         (คลิ้ก ชมเปรียบเทียบการแตกตัวของกรดแก่และกรดอ่อน)
  (คลิ้ก ชมการแตกตัวของกรดแก่)          (คลิ้ก ชมการแตกตัวของกรดอ่อน)

ไอออนสำคัญในสารละลายกรดหรือเบส

ถ้าพิจารณาสารละลายกรด – เบส ตามทฤษฎีของอาร์รีเนียส สารละลายของกรดแต่ละชนิด จะมีอนุภาคชนิดเดียวกันละลายอยู่คือ H⁺ หรือ H₃O⁺ เช่น

HCl → H⁺ + Cl^-

หรือ HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl^-

H₂SO₄ → H⁺ + HSO₄^-

หรือ H₂SO₄ + H₂O → H₃O⁺ + HSO₄^-

HNO₃ → H⁺ + NO₃^-

หรือ HNO₃ + H₂O → H₃O⁺ + NO₃^-

CH₃COOH → H⁺+ CH₃COO^-

หรือ CH₃COOH + H₂O → H₃O⁺ + CH₃COO^-

สำหรับกรณีของเบส ต่างก็จะมี OH^-ละลายอยู่เช่นกันดังตัวอย่าง

NaOH → Na⁺ + OH^-

KOH → K⁺ + OH^-

Ca(OH)₂ è Ca²⁺ + 2OH^-

NH₄OH → NH₄⁺+ OH^-

การที่มีไอออนอยู่ในสารละลายกรดและสารละลายเบส ทำให้สารละลายนำไฟฟ้าได้ เรียกว่าสารละลายอิเล็กโตรไลต์ ซึ่งนอกจากสารละลายของกรดและเบสแล้วสารละลายของเกลือหรือสารละลายของสารไอออนิกต่าง ๆ จะมีสมบัติเป็นสารละลายอิเล็กโตรไลต์เช่นกัน

ถ้าเปรียบเทียบสมบัติของสารละลายอิเล็กโตรไลต์ชนิดต่าง ๆ ที่มีความเข้มข้นเท่ากัน ชนิดที่นำไฟฟ้าได้ดีกว่าจะมีสมบัติเป็นสารละลายอิเล็กโตรไลต์ที่แก่กว่า ถ้าพิจารณาเฉพาะสารละลายของกรดและเบส พบว่าจะทั้งอิเล็กโตรไลต์อ่อนและอิเล็กโตรไลต์แก่ กรดที่ทำให้เกิดสารละลายอิเล็กโตรไลต์แก่เรียกว่าว่ากรดแก่ (strong acid) ซึ่งมี 7 ชนิด ได้แก่ HCl HBr HI HNO₃ H₂SO₄ HClO₃ HClO₄ (แหล่งอ้างอิงบางแห่งไม่จัดให้ HClO₃ เป็นกรดแก่) มักกล่าวว่ากรดแก่เป็นกรดที่แตกตัวได้ 100 % สำหรับกรดที่แตกตัวได้ไม่ถึง 100 % เราเรียกว่ากรดอ่อน (weak base) ทำให้สารละลายมีสมบัติเป็นอิเล็กโตรไลต์อ่อน ส่วนที่ไม่แตกตัวเป็นไอออนจะละลายอยู่ในรูปโมเลกุล กรดอ่อนมีอยู่เป็นจำนวนมาก ได้แก่กรดอินทรีย์ทุกชนิด และกรดอนินทรีย์นอกเหนือจากกรดแก่ 7 ชนิดดังกล่าวมาแล้ว

สำหรับสารละลายเบสก็เช่นเดียวกัน พบว่ามีทั้งชนิดที่เป็นอิเล็กโตรไลต์แก่และอิเล็กโตรไลต์อ่อน เบสที่ทำให้เกิดสารละลายอิเล็กโตรไลต์แก่เรียกว่าเบสแก่ (strong base) มี 8 ชนิด คือ KOH Ba(OH)₂ CsOH NaOH Sr(OH)₂ Ca(OH)₂ LiOH RbOH นอกจากที่กล่าวมานี้เป็นเบสอ่อน (weak base) ซึ่งมีอยู่เป็นจำนวนมาก เช่น สารกลุ่มเอมีน
; R-NH₂

โครงสร้างโมเลกุลของกรดเป็นสารโคเวเลนต์ แต่เมื่อละลายน้ำจะแตกตัวออกเป็นไอออน ซึ่งแตกต่างจากสารโคเวเลนต์อื่น ๆ ที่ละลายทั้งโมเลกุล เมื่อกรดละลายน้ำแล้วจะทำให้ H ในโมเลกุลจะแตกตัวออกเป็น H⁺และจะรวมตัวอยู่กับโมเลกุลของน้ำในรูป H₃O⁺ (ไฮโดรเนียมไอออน) ส่วนที่เหลือจะเป็นไอออนลบซึ่งก็คือคู่เบสของกรดนั้น ๆ ละลายอยู่ในสารละลายเดียวกัน ตัวอย่างโครงสร้างโมเลกุลของกรดบางชนิดเป็นดังนี้

จะเห็นได้ว่า H สร้างพันธะโคเวเลนต์อยู่กับ O ซึ่งล้อมรอบอะตอมของอโลหะที่เป็นอะตอมกลาง ไม่ได้สร้างพันธะกับอโลหะที่เป็นอะตอมกลางโดยตรง

ภาวะสมดุลของกรดอ่อน

การละลายของกรดอ่อนจะมีการแตกตัวเป็นไอออนเพียงเล็กน้อย และผันกลับได้โดย ทำให้มีภาวะสมดุลเกิดขึ้น เรียกว่าสมดุลของสารละลายกรดอ่อนหรือสมดุลของการแตกตัวของกรดอ่อน ซึ่งมีค่าคงที่สมดุลทำนองเดียวกับสมดุลทั่ว ๆ ไป เช่น การแตกตัวของกรดอะซิติก (CH₃COOH) เป็นดังนี้

กำหนดให้เรียก K[H₂O] ว่า Ka ฉะนั้น

สังเกตจากสมการแสดงภาวะสมดุลจะเห็นว่า [CH₃COO^-]= [H₃O⁺] ฉะนั้นค่า Ka จึงเป็นดังนี้ก็ได้

ในการหาค่า Ka ของกรดอ่อนนี้ ถ้ากรดอ่อนแตกตัวน้อยมาก อนุโลมให้ใช้ความเข้มข้นเดิมของกรดมาคิดค่า Ka เสมือนหนึ่งไม่ได้แตกตัว ค่าที่ได้ก็จะใกล้เคียงกับการคิดว่ามีการแตกตัว

ค่า Ka ของกรดอ่อนต่าง ๆ ใช้ในการบอกความแรงของกรดอ่อนนั้น ๆ กรดอ่อนที่มีค่า Ka มาก จะมีความแรงของกรดมากกว่ากรดที่มีค่า Ka น้อย แต่ในขณะเดียวกันเราสามารถแสดงด้วยค่า –log Ka เรียกว่า pKa ของกรดแต่ละชนิดได้ด้วย ความหมายของค่า pKa จะตรงข้ามกับค่า Ka คือถ้า pKa มาก ความแรงของกรดจะน้อย ดังตัวอย่างต่อไปนี้

Name	Formula	K_a	pK_a
acetic	HC₂H₃O₂	1.8 x 10^-5	4.7
ascorbic (I)	H₂C₆H₆O₆	7.9 x 10^-5	4.1
benzoic	HC₇H₅O₂	6.4 x 10^-5	4.2
boric (I)	H₃BO₃	5.4 x 10^-10	9.3
boric (II)	H₂BO₃^-	1.8 x 10^-13	12.7
boric (III)	HBO₃^2-	1.6 x 10^-14	13.8
carbonic (I)	H₂CO₃	4.5 x 10^-7	6.3
carbonic (II)	HCO₃^-	4.7 x 10^-11	10.3
citric (I)	H₃C₆H₅O₇	3.2 x 10^-7	6.5
citric (II)	H₂C₆H₅O₇^-	1.7 x 10⁵	4.8
citric (III)	HC₆H₅O₇^2-	4.1 x 10^-7	6.4
formic	HCHO₂	1.8 x 10^-4	3.7
hydrofluoric	HF	6.3 x 10^-4	3.2

*** Ka = 10^-pKa

ค่าคงที่สมดุลของกรดอ่อนแต่ละชนิดจะคงที่เมื่ออุณหภูมิคงที่ ทำนองเดียวกับค่าคงที่ของสมดุลทั่วไปดังที่ทราบมาแล้ว ฉะนั้นสารละลายของกรดอ่อนชนิดเดียวกัน ณ อุณหภูมิเดียวกัน ไม่ว่าจะเข้มข้นมากหรือน้อยก็จะมีค่าคงที่สมดุลหรือ Ka เท่ากัน แต่ความแรงของความเป็นกรด (pH) ไม่เท่ากัน ชนิดที่มีความเข้มข้นมากจะแรงกว่าชนิดที่เข้มข้นน้อย (pH ต่ำกว่า)

สารละลายของกรดอ่อนต่าง ๆ จะมีความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปร 3 ค่า คือความเข้มข้นของสารละลายกรด ร้อยละในการแตกตัวและค่า Ka เมื่อทราบตัวแปร 2 ค่า จะคำนวณหาตัวแปรค่าที่ 3 ได้

                ตัวอย่างต่อไปนี้จะแสดงความสัมพันธ์ของค่าทั้ง 3 ค่า ดังกล่าวมาแล้ว ของสารละลายกรดอะซิติก คือ
                * ความเข้มข้น 1.00 mol/dm³
                * ค่า Ka = 1.8 x 10^-5
                * ร้อยละในการแตกตัว 1.34x10^-0.5

จะแสดงด้วยตัวอย่าง 3 ตัวอย่าง เพื่อให้เห็นความสัมพันธ์ของค่าทั้ง 3 โดยใช้ค่าที่ทราบ 2 ค่า เพื่อคำนวณหาค่าที่ 3

ตัวอย่างที่ 1 ( ทราบความเข้มข้นและค่า Ka คำนวณหาร้อยละของการแตกตัว );
สารละลายกรดอะซิติกมีความเข้มข้น 1.00 mol/dm³ อยากทราบว่ากรดอะซิติกแตกตัวร้อยละเท่าไร ถ้าภาวะสมดุลและค่า Ka เป็นดังนี้

                CH₃COOH(aq) ↔CH₃COO^-(aq) + H⁺(aq) ; Ka = 1.8 x 10^-5

วิธีทำ      Ka     = [CH₃COO^-][H⁺]

1.8 x 10^-5 = [CH₃COO^-]² / 1

[CH₃COO^-]² = 1.8 x 10^-5
[CH₃COO^-] = 1.8 x 10^-5

= 1.34 x 10^-2.5 mol/dm³
หาร้อยละในการแตกตัวดังนี้
สารละลาย CH₃COOH เข้มข้น 1.00 mol/dm³ แตกตัวได้ 1.34 x 10^-2.5 mol/dm³
สารละลาย CH₃COOH เข้มข้น 100.00 mol/dm³ แตกตัวได้ (1.34 x 10^-2.5)(100)/1.00 =1.34x10^-0.5 mol/dm³ ตอบ

ตัวอย่างที่ 2 ( ทราบความเข้มข้นและร้อยละของการแตกตัว คำนวณหาค่า Ka );
สารละลายกรดอะซิติกมีความเข้มข้น 1.00 mol/dm³ แตกตัวได้ร้อยละ 1.34x10^-0.5 อยากทราบว่าค่า Ka เป็นเท่าไร

วิธีทำ

  สารละลาย CH₃COOH เข้มข้น 100.00 mol/dm³ แตกตัวได้      1.34x10^-0.5 mol/dm³
                สารละลาย CH₃COOH เข้มข้น 1.00 mol/dm³ แตกตัวได้           (1.34x10^-0.5 )(1.00)/(100.00) mol/dm³
                                                                                                                          = 1.34x10^-2.5 mol/dm³

CH₃COOH(aq) ↔CH₃COO^-(aq) + H⁺(aq)
เริ่ม 1.00 mol/dm³ - -

เปลี่ยนแปลง 1.00-1.34x10^-2.5
สมดุล 1.00-1.34x10^-2.5 1.34x10^-2.5 1.34x10^-2.5

Ka = [CH₃COO^-]² / [CH₃COOH] = [1.34x10^-2.5]² = 1.8 x 10^-5 ตอบ

ตัวอย่างที่ 3 ( ทราบค่า Ka และร้อยละของการแตกตัว คำนวณหาความเข้มข้น);
     สารละลายกรดอะซิติกมีค่า Ka = 1.8 x 10^-5   แตกตัวได้ร้อยละ 1.34x10^-0.5    อยากทราบว่ามีความเข้มข้นกี่ mol/dm³
วิธีทำ สมมติว่ามีความเข้มข้น x mol/dm³
            ถ้าเข้มข้น 100 mol/dm³ แตกตัวได้                 1.34x10^-0.5 mol/dm³
            ถ้าเข้มข้น x mol/dm³ แตกตัวได้                 (1.34x10^-0.5)(x)/(100)        mol/dm³
                                                                                  1.34x10^-2.5(x) mol/dm³

CH₃COOH(aq) ↔CH₃COO^-(aq) + H⁺(aq)
เริ่ม x mol/dm³ - -

เปลี่ยนแปลง x-1.34x10^-2.5 (x)
สมดุล x-1.34x10^-2.5 (x) 1.34x10^-2.5 (x) 1.34x10^-2.5 (x)

Ka = [CH₃COO^-]² / [CH₃COOH]
[CH₃COOH] = [CH₃COO^-]² / Ka

                        1           = { [1.34x10^-2.5](x)}²/ Ka
              1.8x10^-5 =     (1.8x10^-5)(x)²
                        x           =     1             ตอบ

หมายเหตุ ณ อุณหภูมิคงที่ กรดอ่อนและเบสอ่อน เมื่อมีความเข้มข้นมากขึ้น ร้อยละในการตกตัวจะลดลง (ดูตัวอย่าง)
ตัวอย่าง จงคำนวณหาร้อยละในการแตกตัวของกรด CH₃COOH เมื่อสารละลายมีความเข้มข้น 4.00 mol/dm³
; Ka = 1.8x10^-5
วิธีทำ CH₃COOH(aq) ↔CH₃COO^-(aq) + H⁺(aq) ; Ka = 1.8x10^-5

Ka         = [CH₃COO^-][H⁺] / [CH₃COOH]
1.8x10^-5        = [CH₃COO^-]² / 4
[CH₃COO^-]² = 4(1.8x10^-5)
                     =   7.2 x 10^-5
[CH₃COO^-]   = 2.68 x 10^-2.5

หาร้อยละในการแตกตัวดังนี้
สารละลาย CH₃COOH เข้มข้น 4.00 mol/dm³ แตกตัวได้           2.68 x 10^-2.5mol/dm³
สารละลาย CH₃COOH เข้มข้น 100.00 mol/dm³ แตกตัวได้      (2.68 x 10^-2.5)(100)/4.00 =0.67x10^-0.5 mol/dm³ ตอบ
(ย้อนกลับไปดูเพื่อเปรียบเทียบกับตัวอย่างที่ 1 จะเห็นว่าในตัวอย่างนั้น CH₃COOH มีความเข้มข้น 1.00 mol/dm³ แต่มีร้อยละในการแตกตัว 1.34x10^-0.5 ซึ่งมากกว่า 2.68 x 10^-2.5 )

ความสัมพันธ์ระหว่างกรดอ่อนกับคู่เบส และเบสอ่อนกับคู่กรด
                เมื่อพิจารณาความเป็นกรด – เบส ตามทฤษฎีของบรอนสเต็ตและเลาว์รี จะพบว่ากรดแต่ละชนิดจะมีคู่เบสของมัน(ให้สังเกตว่ากรดจะมี H มากกว่าคู่เบสอยุ่ 1 อนุภาค) ขณะเดียวกันเบสแต่ละชนิดก็จะมีคู่กรดของมันด้วย (ให้สังเกตว่าคู่เบสจะมี H อยู่น้อยกว่าคู่กรดของมันอยู่ 1 อนุภาค) มีหลักการอยู่ว่ากรดที่อ่อน คู่เบสของมันจะมีความแรงของเบสมาก เบสก็เช่นกัน เบสที่อ่อนคู่กรดของมันก็จะมีความแรงของกรดมาก ดังสมการ

ความแรงของกรดแสดงด้วยค่า Ka ขณะที่ความแรงของคู่เบสแสดงด้วยค่า Kb และ Ka.Kb = Kw
ถ้า Ka ของ CH₃COOH   เป็นดังนี้
                CH₃COOH ↔CH₃COO^- + H⁺ ; Ka = 1.8 x 10^-5
CH₃COO^- ซึ่งเป็น ; คู่เบสของ CH₃COOH จะมีสมดุลและค่า Kb ดังนี้.
                CH₃COO^- + H⁺ ↔CH₃COOH ; Kb = ?

                Ka.Kb = Kw ;   Kb = Kw / Ka = 1.0 x 10^-14 / 1.8 x 10^-5 = 5.6 x 10^-10

สำหรับกรณีของเบสอ่อนก็จะเป็นทำนองเดียวกัน เช่น กรณีของ NH₃ ซึ่งเป็นเบส จะมีคู่กรดของมันคือ NH₄⁺ ความแรงระหว่างเบสกับคู่กรดจะตรงข้ามกัน เบสที่อ่อน คู่กรดจะมีความแรงมาก ดังสมการ

NH₄⁺ ซึ่งเป็นคู่กรดของ NH₃ จะมีภาวะสมดุลดังสมการ
                NH₄⁺ + OH^- ↔   NH₃ + H₂O ; Ka = …..
                ค่า Ka ของ NH₄⁺ คิดได้จากสมการ Ka.Kb = Kw ทำนองเดียวกับกรณีของกรดอ่อน ดังแสดงต่อไปนี้
              NH₃ + H₂O  ↔   NH₄⁺ + OH^- ; Kb = 1.8 x 10^-5
                NH₄⁺ ซึ่งเป็นคู่กรดของ NH₃ จะมีค่า Ka ดังนี้
          Ka.Kb = Kw ;   Ka = Kw / Ka = 1.0 x 10^-14 / 1.8 x 10^-5 = 5.6 x 10^-10

หมายเหตุ กรดอะซิติก (CH₃COOH) และแอมโมเนีย (NH₃) เป็นกรด – เบส ที่มีค่า Ka = Kb คือ 1.8 x 10^-5

แบบฝึกหัด

1. Thallium(I) hydroxide is a strong base. Compute [Tl⁺] and [OH^-] for a solution that is prepared by dissolving 1.0
    g of TlOH in enough water to make 500.0 mL of solution. (Atomic weights: Tl = 204.4, O = 16.00, H = 1.008)
   (แทนเลียมไฮดรอกไซด์เป็นเบสแก่ ถ้าใช้ TlOH 1.0 กรัม ทำให้เป็นสารละลาย 500 mL อยากทราบว่าจะมีความเข้มข้น
    ของ Tl⁺ และ OH^- ชนิดละกี่โมล/ลิตร)
    a) 4.5 x 10^-3, 4.5 x 10^-3 b) 4.5 x 10^-3, 2.2 x 10^-11     c) 9.0 x 10^-3, 1.1 x 10^-11
    d) 9.0 x 10^-3, 1.1 x 10^-12                 e) 9.0 x 10^-3, 9.0 x 10^-3

Bottom of Form

2. Calculate the [NO₃^-], and [H₃O⁺] in an aqueous solution containing 0.050 moles of HNO₃ in 200.0 mL of water.
    (จงคำนวณหา [NO₃^-] และ [H₃O⁺] ในสารละลายของกรด HNO₃ จำนวน 0.050 โมล อยู่ในสารละลาย 200 mL ซึ่งมี
     น้ำเป็นตัวทำละลาย)
     a) 2.5 x 10^-13, 2.5 x 10^-1b) 2.5 x 10^-12, 2.5 x 10^-2                     c) 5.0 x 10^-1, 5.0 x 10^-1
    d) 5.0 x 10^-2, 5.0 x 10^-2e) 2.5 x 10^-1, 2.5 x 10^-1

3. Barium hydroxide is a strong base. Compute [Ba²⁺] and [OH^-] for a solution that is prepared by dissolving
     6.0 x 10^-2 mole of barium hydroxide in 500.0 mL of water. (Atomic weights: Ba = 137.33, O = 16.00, H = 1.008)
     (ถ้าแบเรียมไฮดรอกไซด์เป็นเบสแก่ จงคำนวณหา [Ba²⁺] และ [OH^-] ในสารละลายที่เกิดจากแบเรียมไฮดรอกไซด์ 6.0 x
     10^-2 mole ละลายอยู่ในสารละลาย 500 mL ซึ่งมีน้ำเป็นตัวทำละลาย)
     a) 1.2 x 10^-1, 1.2 x 10^-1b) 2.5 x 10^-1, 1.2 x 10^-1c) 1.2 x 10^-2, 2.4 x 10^-2
     d) 1.2 x 10^-2, 1.2 x 10^-2e) 1.2 x 10^-1, 2.4 x 10^-1

4.   Write equations which represent the dissociation of each of these acids or bases in aqueous solution. Use a
     single arrow in the case of a strong acid or base, and a double arrow to represent the equilibrium condition
     that exists in the solution of a weak acid or base. Show each step of dissociation for polyprotic acids
    (จงเขียนสมการแสดงการแตกตัวของกรด-เบสแต่ละชนิดตามที่กำหนด เมื่อเกิดการละลายน้ำ ถ้าเป็นกรดแก่หรือเบสแก่ให้
    ใช้ลูกศรทางเดียว ถ้าเป็นกรดอ่อนหรือเบสอ่อนให้ใช้ลูกศร 2 ทาง ถ้าเป็นกรดโพลิโปรติกให้แสดงขั้นตอนด้วย)
    a) KOH,             b) H₃AsO₄,            c) HClO₄,               d) HCN,                 e) C₆H₅NH₂ (a weak base)

5. Benzoic acid, C₆H₅CO₂H, is an organic acid whose sodium salt , C₆H₅CO₂Na, has long been used as a safe
    food additive to protect beverages and many foods against harmful yeasts and bacteria. The acid is
   monoprotic. Write the equation for it's K_a.
   (กรดเบนโซอิก , C₆H₅CO₂H เป็นกรดอินทรีย์ซึ่งใช้ในการผลิตเกลือโซเดียมเบนโซเอต , C₆H₅CO₂Na ที่ใช้เป็นสารกันบูดมา
    เป็นเวลานานแล้ว กรดชนิดนี้เป็นประเภทโมโนโปรติก จงเขียนสมการแสดงค่า Ka ของมัน)

6. The pK_a of HCN is 9.21 and that of HF is 3.17. Which is the stronger Bronsted acid: HCN or HF?
(ถ้า HCN และ HF มีค่า pKa = 9.20 และ 3.17 ตามลำดับ อยากทราบว่าชนิดใดมีความแรงของกรดมากกว่ากัน)

7. Periodic acid, HIO₄, is an important oxidizing agent and a moderately strong acid. In a 0.10 M solution,
    [H⁺]=3.8 X 10^-2 mol/L. Calculate the K_a and pK_a for periodic acid
    (กรดพีริออดิก , HIO₄ เป็นกรดแก่ พบว่าในสารละลายที่มีความเข้มข้น 0.10 M มี [H⁺]=3.8 X 10^-2 mol/L จงคำนวณหา
    ค่า Ka และ pKa ของกรดชนิดนี้)

8. Write the equilibrium equations and the equations for K_b for each of the following Bronsted bases.
(จงเขียนสมการแสดงภาวะสมดุล และสมการแสดงการหาค่า Kb ของเบสอ่อนต่อไปนี้)
(a) CN^- (cyanide ion)

(b) C₂H₃O₂^- (acetate ion)

(d) H₂O

3. Which statement is a logical consequence of the fact that a 0.10 molar solution of potassium acetate, KC2H3O2, is less basic than a 0.10 molar solution of potassium cyanide, KCN?
(ถ้าสารละลายโพแทสสเซียมอะซิเตต, KC2H3O2 ความเข้มข้น 0.1 โมลาร์ มีความเป็นเบสน้อยกว่าสารละลาย โพแทสเซียมไซยาไนด์ ,KCN ซึ่งมีความเข้มข้น 0.1 โมลลาร์เท่ากัน อยากทราบว่าข้อความในข้อใดสอดคล้องกับสมบัติที่ว่ามานี้)

(A) Hydrocyanic acid (HCN) is a weaker acid than acetic acid. (กรดไฮโดรไซยานิก อ่อนกว่ากรดอะซิติก)

(B) Hydrocyanic acid is less soluble in water than acetic acid. (กรดไฮโดรไซยานิกละลายน้ำได้น้อยกว่ากรดอะซิติก)

(D) Acetic acid is a weaker acid than hydrocyanic acid. (กรดอะซิติกอ่อนกว่ากรดไฮโดรไซยานิก)

(Key ; These are both salts that contain the anion of weak acids. The weaker the acid, the stronger it’s conjugate base will be. The observation indicates that cyanide anion is a stronger base than acetate anion. That means that hydrogen cyanide is a weaker acid than acetic acid. The correct choice was A.)

4. If the pKa of the acid HX is 8.0, the Kb for X- is
(ถ้า pKa ของกรด HX = 8.0 อยากทราบว่า Kb ของ X^- เป็นเท่าไร)

(A) 108 (B) 10^-8 (C) 106 (D) 10-6 (E) None of these

(Key ; The relationship to know is KaKb = Kw = 10-14. Ka = 10-pKa = 10-8. Do the math and you get
Kb = 10-6. The correct choice was D. )

5. A 0.30 M solution of a weak acid (HA) has an [H⁺] of 1.66 x10^-4 M. What is the Ka of this weak acid?
(สารละลายกรดอ่อน HA ความเข้มข้น 0.3M มี [H⁺] =1.66 x10^-4 M อยากทราบว่าค่า Ka ของกรดดังกล่าวนี้เป็นเท่าไร)

(A) 4.8 x 101 (B) 5.5 x 10-4 (C) 1.2 x 108 (D) 9.2 x 10-8

(E) The Ka cannot be calculated without additional information.

(Key ; Ka = [H+][A-]/[HA]. [H+] = 1.66 x10-4 M. This is also the concentration of the acid anion due to the acid dissociation reaction stoichiometry. Ka = (1.66 x10-4)2/(0.3), using the assumption that the dissociation is not significant in comparison to the initial concentration of HA. Solve, Ka = 9.2 x 10-8. The correct choice was D.)

6. สารละลายของกรด HF ซึ่งมีความเข้มข้น 0.10 โมล/ลิตร โดย HF แตกตัวได้ 8% จงคำนวณหาค่า Ka ของกรดนี้
1. 5.0 x 10^-2 2. 4.5 x 10^-4 3. 6.9 x 10^-4 4. 4.2 x 10^-3

7. NH₄OH เข้มข้น 0.5 mol/dm³ มีค่า Kb= 1.8 x 10^–5 มีร้อยละการแตกตัวเท่าใด

8. ในน้ำปูนใสมี Ca(OH)₂ ละลายอยู่ 5.10 x 10^-2 g/cm³ ถ้า Ca(OH)₂ เป็นเบสแก่ความเข้มข้นของ OH^-ในสารละลายนี้
เป็นเท่าใด (Ca = 40, O = 16, H = 1)

1. 0.138 mol/dm³ 2. 8.95 x 10^-2 mol/dm³

3. 1.38 x 10^-2 mol/dm³ 4. 6.89 x 10^-3 mol/dm³

9. กรดแอสคอบิก จะแตกตัวได้ดังสมการต่อไปนี้
                 HC₆H₇O₆ ↔   H⁺ + C₆H₇O₆^-
  ณ ภาวะสมดุล กรดแอสคอบิกจะแตกตัว 0.01 % สารละลายของกรดนี้ 0.1 โมล/ลิตร จะมี [H⁺]เท่าใด
   1. 1.0 x 10^-2          2. 1.0 x 10^-5          3. 1.0 x 10^-4          4.1.0 x 10^-6

10. The pK_a of HCN is 9.21 and that of HF is 3.17. Which is the stronger Bronsted base: CN^- or F^-?
(ถ้า pK_a ของ HCN = 9.21 และ pK_a ของ HF = 3.17 อยากทราบว่า CN^- กับ F^- ใครเป็นเบสแรงกว่ากัน)

11. Calculate the molarity of an acetic acid solution that has [H₃O⁺] of 9.0 x 10^-4. (K_a = 1.8 x 10^-5)
(จงหาความเข้มข้นของสารละลายกรดอะซิติก ซึ่งมี [H₃O⁺] = 9.0 x 10^-4และ K_a = 1.8 x 10^-5)

12. The [H₃O⁺] in a 0.072 M solution of benzoic acid is 2.1 x 10^-3 M. Compute the K_a. (Benzoic acid is HC₇H₅O₂)
(สารละลายกรดเบนโซอิก ความเข้มข้น 0.072 M มี [H₃O⁺] = 2.1 x 10^-3 M อยากทราบว่าค่า Ka ของกรดเบนโซอิก
เป็นเท่าไร)

13. Calculate the concentration of the ions of a 0.100 M formic acid (HCOOH) solution. (K_a = 1.7 x 10^-4)

(สารละลายกรดฟอร์มิกความเข้มข้น 0.100 M มีค่า K_a = 1.7 x 10^-4 อยากทราบว่าความเข้มข้นของไอออนใน
สารละลายเป็นเท่าไร)

14. Hydrocyanic acid is a weak acid with a K_a of 4.9 x 10^-10. Write the reaction for the dissociation of the acid.

Write the expression for the acid dissociation constant (K_a). (กรดไฮโดรไซยานิกเป็นกรดอ่อน จงเขียนสมการแสดง
การแตกตัว และเขียนสมการแสดงการหาค่า Ka)

15. What is the [H₃O⁺] concentration when 0.25 moles of HCN is reacted with enough water to make 1 liter of
solution. Ka = 4.9x10^-10 (ถ้าใช้ HCN 0.25 โมล ทำให้เป็นสารละลาย 1 ลิตร อนากทราบว่า [H₃O⁺] เป็นเท่าไร)

Content's Picture

Size : 72.30 KBs
Upload : 2013-07-28 07:17:00

Comment(s)

Current Page(s) 1/0

Vote this Content ?

Vote(s)

Create by :

K-Me

Status : ผู้ใช้ทั่วไป
วิทยาศาสตร์

โรงเรียนนวมินทราชินูทิศ สตรีวิทยา พุทธมณฑล 70 หมู่ 2 แขวงทวีวัฒนา เขตทวีวัฒนา กรุงเทพฯ 10170 โทรศัพท์ 0 2441 3593 E-Mail:satriwit3@gmail.com	Generated 0.850505 sec.