K ME IUPAC

           IUPAC(International Union of Pure and Applied Chemistry) ชื่อไทย สหภาพเคมีบริสุทธิ์และเคมีประยุกต์ระหว่างประเทศ ได้มีการตั้งระบบการตั้งชื่อของสารอินทรีย์โดยมี 
หลักเกณฑ์ 1.นับจำนวนคาร์บอนที่ติดต่อกันยาวสุดเป็นโซ่หลัก
2.ให้ตำแหน่งโซ่หลักโดยเริ่มต้นจากด้านที่ให้หมู่อัลคิลมาเกาะเป็นตัวเลขน้อยๆ
3.บอกตำแหน่งและหมู่อัลคิลที่มาเกาะชื่อหลัก โดยใช้ขีดคั้น(-)ระหว่างเลขกับตัวอักษร
4.เมื่อมีหมู่อัลคิลมาเกาะกับโซ่หลัก2หมู่ขึ้นไป เรียงตัวอักษรตามลำดับภาษาอังกฤษ
5.หากมีหมู่อัลเคิล2หมู่ขึ้นไปที่ตำแหน่งนั้นๆให้บอกตัวเลขซ้ำๆ
6.ถ้ามีหมู่เดียวกันจับที่โซ่หลักหลายตัว(มากกว่าหนึ่งขึ้นไป)ให้คำนำหน้าด้วย(di,tri,tetra)
7.ถ้าเลือกโซ่หลักได้หลายทางให้เอาทางที่ได้หมุ่อัลคิลเยอะสุด
8.ถ้าหมุ่อัลคิลอยู่ห่างจากปลายทั้ง2ทางให้เลือกตำแหน่งที่ผลรวมตัวเลขในโครงสร้างที่น้อยที่สุด

K ME ไอโซเมอริซึม

สารบางชนิดมีสูตรโมเลกุลเหมือนกันแต่สูตรโครงสร้างต่างกัน ซึ่งปรากฏการณ์ที่สารมีสูตรโมเลกุลเหมือนกันแต่มีสูตรโครงสร้างต่างกันเรียกว่า ไอโซเมอริซึม (isomerism) และสารแต่ละชนิดที่เกิดจากปรากฏการณ์ไอโซเมอริซึมเรียกว่า ไอโซเมอร์(isomer) ประเภทของไอโซเมอร์สามารถจำแนกได้ดังนี้
1. ไอโซเมอร์โครงสร้าง(Structural Isomer) คือไอโซเมอร์ที่เกิดจากโครงสร้างแตกต่างกัน ซึ่งเป็นผลมาจาก
1.1 การจัดเรียงตัวของอะตอมคาร์บอนต่างกัน ทำให้ได้โครงสร้างแบบโซ่ตรง และโซ่กิ่ง หรือแบบปลายเปิดและปลายปิด ดังตัวอย่าง

butane (โซ่ตรง)	methylpropane (โซ่กิ่ง)
propene (ปลายเปิด)	cyclopropane (ปลายปิด)

1.2 ตำแหน่งหมู่ฟังก์ชัน(functional group)ต่างกัน

1-pentanol	2-pentanol

1.3 หมู่ฟังก์ชันต่างกัน

ethanol	dimethyl ether

2. Stereoisomer คือไอโซเมอร์ที่เกิดจากสารมีโครงสร้างและพันธะเหมือนกัน แต่อะตอมหรือกลุ่มอะตอมจัดเรียงตัวในตำแหน่งต่างกัน มี 2 ประเภทคือ
2.1 ไอโซเมอร์เรขาคณิต (Geometrical Isomer) เกิดจากสารที่มีสูตรโมเลกุลเหมือนกันมีพันธะคู่ระหว่างคาร์บอนตำแหน่งเดียวกัน ซึ่งพันธะ C=C ไม่สามารถหมุนได้อย่างอิสระ ทำให้อะตอมหรือกลุ่มอะตอมที่เหมือนกันซึ่งเกาะที่คาร์บอนทั้งสองอะตอมจัดเรียงตัวแตกต่างกันเช่นจัดเรียงตัวในทิศเดียวกัน(cis-isomer) หรือจัดเรียงตัวในทิศตรงข้ามกัน(trans-isomer) ดังตัวอย่างกัน ดังตัวอย่าง

cis-2-butene	trans-2-butene
ไอโซเมอร์ของ butenedioic acid แบบ cis และ trans

2.2 Optical Isomer เป็นไอโซเมอร์ที่เกิดจากการจัดเรียงตัวของอะตอมหรือกลุ่มอะตอมที่มีลักษณะเหมือนภาพในกระจกเงาดังตัวอย่าง ซึ่งเมื่อนำโมเลกุลมาซ้อนทับกันจะไม่สามารถทับกันได้สนิท และเมื่อผ่านแสงโพลาไรซ์ไปยังสารละลายของสารไอโซเมอร์ แสงจะเบนไปจากแนวเดิมในทิศทางตรงข้ามกัน

การเกิดไอโซเมอร์ของสารประกอบไฮโดรคาร์บอน

สารประกอบไฮโดรคาร์บอนคือสารประกอบของคาร์บอนที่ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจนเท่านั้น เนื่องจากสารไอโซเมอร์ คือสารที่มีสูตรโมเลกุลเหมือนกันแต่สูตรโครงสร้างต่างกัน การเขียนสูตรโครงสร้างไอโซเมอร์ของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนจึงเน้นให้มีลักษณะของสูตรโครงสร้างต่างกัน ซึ่งทำได้ดังนี้ 1. เปลี่ยนตำแหน่งของคาร์บอนจากโซ่ตรงเป็นโซ่กิ่ง
2. เปลี่ยนตำแหน่งของพันธะคู่ หรือ พันธะสาม
3. เปลี่ยนทั้งตำแหน่งของพันธะคู่หรือพันธะสาม และตำแหน่งของโซ่กิ่ง

การเกิดไอโซเมอร์ของสารประกอบ
C5H12	C5H10
การพิจารณาสารไอโซเมอร์

สารที่เป็นไอโซเมอร์กันมีลักษณะดังนี้
1. ต้องมีสูตรโมเลกุลเหมือนกัน นั่นคือ เกิดจากอะตอมชนิดเดียวกัน อะตอมแต่ละชนิดมีจำนวนเท่ากัน
2. ต้องมีสูตรโครงสร้างต่างกัน ถ้ามีสูตรโครงสร้างเหมือนกันแสดงว่าเป็นสารชนิดเดียวกัน ไม่ใช่สารไอโซเมอร์

K ME การเขียนสูตรโครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์

It is necessary to draw structural formulas for organic compounds because in most cases a molecular formula does not uniquely represent a single compound. Different compounds having the same molecular formula are called isomers, and the prevalence of organic isomers reflects the extraordinary versatility of carbon in forming strong bonds to itself and to other elements. The procedure for drawing structural formulas rests on simple covalent bond theory (sharing of electron pairs) and the octet rule. A full discussion of these important topics can be found in most introductory chemistry texts. It is recommended that a novice first draw Lewis structures, showing the shared and unshared valence shell electrons in a clear and unambiguous fashion. Next, each shared electron pair (covalent bond) can be replaced by a line joining the bonded atoms to give a Kekulé formula. A single line represents a s-covalent bond. Two lines (a double bond) represent one s-bond and one p-bond, and three lines (a triple bond) indicate one s-bond and two p-bonds. Some simple examples of such an approach are shown in the following table. Common Name Molecular Formula Lewis Formula Kekulé Formula Methane CH4 Ammonia NH3 Ethane C2H6 Methyl Alcohol CH4O Ethylene C2H4 Formaldehyde CH2O Acetylene C2H2 Hydrogen Cyanide CHN Further simplification of structural formulas may be achieved without any loss of the information they convey. In condensed structural formulas the bonds to each carbon are omitted, but each distinct structural unit (group) is written with subscript numbers designating multiple substituents, including the hydrogens. Shorthand (line) formulas omit the symbols for carbon and hydrogen entirely. Each straight line segment represents a bond, the ends and intersections of the lines are carbon atoms, and the correct number of hydrogens is calculated from the tetravalency of carbon. These notations are illustrated for the seven C4H10O isomers listed in the following table. Non-bonding valence shell electron pairs are omitted in these formulas. Structural Formulas for C4H10O Isomers Kekulé Formula Condensed Formula Shorthand Formula

K ME เคมีอินทรีย์

เคมีอินทรีย์
           ศึกษาโครงสร้าง คุณสมบัติ องค์ประกอบของธาตุ คาร์บอน ซึ่งพบในธรรมชาติ และเป็นองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิต
           ในปี ค.ศ. 1828 เฟรดริช วูห์เลอร์ (Friedrich Woehler) สามารถสังเคราะห์สารประกอบ
ยูเรีย ได้เป็นผลสำเร็จโดยบังเอิญจากการระเหย สารละลายแอมโมเนียมไซยาเนต (NH4OCN)

 

คุณสมบัติของสารอินทรีย์           
-สารประกอบเคมีอินทรีย์เป็นสารประกอบที่เกิดจากการดึงดูดกันระหว่างอะตอมของธาตุต่างๆด้วยพันธะ  โคเวเลนต์
-สารประกอบเคมีอินทรีย์จะหลอมเหลวหรือสะลายตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่า 300 °C
-ประกอบด้วยธาตุ C เป็นหลัก และธาตุอื่นๆเช่น H , N , O , S , Cl , Br

พันธะเคมี           
                   ทฤษฏีพันธะ (Chemical Bonding Theory)  เป็นการศึกษาสมบัติทางกายภาพ และสมบัติทางเคมีของสารอินทรีซึ่งส่วนใหญ่จะประกอบด้วยพันธะ C ที่เกิดจากการใช้คู่อิเล็กตรอนร่วมกันเรียกว่า พันธะโคเวเลนต์ (Covalent bond) โดย C จะมีการจัดเรียงตัวของ e- ดังนี้ 1s2 2s2 2p2 ซึ่งจากการตัดเรียนตัวดังกล่าวจะพบว่า C มีอิเล็กตรอนเดี่ยว 2 ตัวก็น่าจะสร้างได้เพียง 2 พันธะ แต่ในความเป็นจริง C กลับสร้างได้ถึง 4 พันธะ ทฤษฏีที่ใช้อธิบายหลังการดังกล่าวเรียกว่า ทฤษฏีพันธะเวเลนต์ (Valent Bond Theory)
                 ทฤษฏีพันธะเวเลนต์ (Valent Bond Theory) เป็นทฤษฎีที่ใช้ในการอธิบายการเกิดพันธะที่ซ้อนเหลื่อมกัน กล่าวคือ C ได้รับพลังงานในถ่ายเถ e- 1ตัวจากออร์บิทอล 2s ไปสู่ 2p (1s2 2s1 2px1 2py1 2pz1 ) เกิดการผสมกันของ e- ในออร์บิทอล 2s และ 2p จะเรียกการผสมแบบนี้ว่า    ไฮบริไดเซชัน (Hydridization)

ไฮบริไดเซชันของ C แบ่งออกเป็น 3 รูปแบบ                                      

1. ไฮบริไดเซชันแบบ sp3 เกิดจากการผสม e- ใน 2s จำนวน 1 ออร์บิทอล กับ 2px 2py 2pz จำนวน 3 ออร์บิทอล ได้เป็น 4 ออร์บิทอลใหม่ มีลังษณะโครงสร้างเป็นทรงสี่หน้า (Tetrahedral) โดยออร์บิทอลทั้ง 4 นี้จะสร้างพันธะเดี่ยวที่เรียกว่า พันธะซิกมา

 


2. ไฮบริไดเซชันแบบ sp2 เกิดจากการผสม e- ใน 2s จำนวน 1 ออร์บิทอล กับ 2px 2py  จำนวน 2 ออร์บิทอล ได้เป็น  3 ออร์บิทอลใหม่ มีลังษณะโครงสร้างเป็น ทรงสามเหลี่ยมแบนราบ (Trigonal Planar) และคงมี e- เหลื่ออยู่ใน 2pzซึ่งมีพลังงานสูงกว่า
อีก 1 ออร์บริทอร์และสร้าง พันธะไพ (¶-bond)



3.ไฮบริไดเซชันแบบ sp1 เกิดจากการผสม e- ใน 2s จำนวน 1 ออร์บิทอล กับ 2px  จำนวน 1 ออร์บิทอล ได้เป็น  2 ออร์บิทอลใหม่ มีลังษณะโครงสร้างเป็นเส้นตรง (Linear) และคงมี e- เหลื่ออยู่ใน 2pzซึ่งมีพลังงานสูงกว่า อีก 2 ออร์บริทอร์และสร้าง พันธะไพ (¶-bond) ส่วนออร์บิทอลลูกผสมจะสร้าง
พันธะซิกมา

K ME การไทเทรตกรดเบส

การไทเทรตกรด-เบส (Acid-base titration)

       การไทเทรตกรด-เบส หมายถึง กระบวนการหาปริมาณสาร โดยวิธีใช้สารละลายมาตรฐานที่ทราบค่าความเข้มข้นที่
แน่นอน ให้ทำปฏิกิริยากับสารตัวอย่าง โดยอาศัยหลักการเกิดปฏิกิริยาระหว่างสารละลายกรดและเบสที่เข้าทำปฏิกิริยา กันพอดี ทำให้คำนวณหาความเข้มข้นหรือปริมาณของสารตัวอย่างดังกล่าวได้
       วิธีการไทเทรตกรด-เบส คือ นำสารละลายกรดหรือเบสตัวอย่างที่ต้องการวิเคราะห์หาปริมาณ มาทำการไทเทรตกับสารละลายเบสหรือกรดมาตรฐานที่ทราบค่าความเข้มข้นที่แน่นอน กล่าวคือ ถ้าสารละลายตัวอย่างเป็นสารละลายกรด ก็ต้องใช้สารละลายมาตรฐานเป็นเบส นำมาทำการไทเทรต แล้วบันทึกปริมาตรของสารละลายมาตรฐานที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาพอดีกัน จากนั้นนำไปคำนวณหาปริมาณของสารตัวอย่างต่อไป หรือทางตรงกันข้าม ถ้าใช้สารละลายตัวอย่างเป็นเบส ก็ต้องใช้สารละลายมาตรฐานเป็นกรด
       ตัวอย่างเช่น การหาค่าสารละลายกรด HCl ว่ามีความเข้มข้นเท่าใดเราอาจใช้สารละลายมาตรฐาน NaOH เข้มข้น 0.100 โมล/ลิตร มาทำการไทเทรตกับสารละลาย HCl ตัวอย่าง จำนวนหนึ่ง (อาจจะเป็น 50 cm³ ) เมื่อทราบปริมาตรของ NaOH ที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาพอดีกับ HCl จำนวน 50 cm³ นี้โดยอินดิเคเตอร์เป็นตัวบอกจุดยุติ แล้วเราก็สามารถคำนวณหาความเข้มข้นของกรด HCl ได้
       สารละลายมาตรฐาน ที่ทราบความเข้มข้นแน่นอน บรรจุอยู่ในเครื่องแก้วที่เรียกว่า บิวเรตต์ ซึ่งจะมีก๊อกไขปิด-เปิดเพื่อหยดสารละลายมาตรฐานมายังขวดรูปกรวยที่บรรจุสาร ละลายตัวอย่างที่ต้องการวิเคราะห์ ในการไทเทรต ค่อยๆ หยดสารละลายมาตรฐานลงมาทำปฏิกิริยากับสารตัวอย่างในขวดรูปกรวย เขย่าหรือหมุนขวดรูปกรวยเพื่อให้สารผสมกันพอดี ไทเรตจนกระทั่งอินดิเคเตอร์เปลี่ยนสีก็หยุดไทเทรต แล้วบันทึกปริมาตรสารละลายมาตรฐานที่ใช้ เพื่อนำไปคำนวณหา pH สารละลายต่อไป
เครื่องแก้วเชิงปริมาตร ที่ใช้ในการถ่ายเทของเหลวตัวอย่าง ลงในขวดรูปกรวยจะใช้เครื่องแก้วที่สามารถ อ่านปริมาตรได้ค่าที่ละเอียด และมีค่าถูกต้องมากที่สุด นั่นคือจะใช้ ปิเปตต์ (จะไม่ใช้กระบอกตวงเพราะให้ค่าที่ไม่ละเอียด และความถูกต้องน้อย) ซึ่งมีขนาดต่างๆ ให้เลือกใช้ เช่น ขนาด 1 cm³ , 5, 10, 25, 50 cm³ เป็นต้น วิธีใช้ปิเปตต์จะใช้ลูกยางช่วยในการดูดสารละลาย โดยในตอนแรก บีบอากาศออกจากลูกยาง ที่อยู่ปลายบนของปิเปตต์ แล้วจุ่มปลายปิเปตต์ ลงในสารละลายที่ต้องการปิเปตต์ แล้วค่อยๆ ปล่อยลูกยาง สารละลายจะถูกดูดขึ้นมาในปิเปตต์ เมื่อสารละลายอยู่เหนือขีดบอกปริมาตร ดึงลูกยางออก รีบใช้นิ้วชี้กดที่ปลายปิเปตต์ค่อยๆ ปล่อยสารละลายออกจนถึงขีดบอกปริมาตรบน จากนั้นก็ปล่อยสารละลาย ออกจากปิเปตต์สู่ขวดรูปกรวยจนหมด

การไทเทรตกรด-เบส

รูปแสดงการใช้ปิเปตต์

รูปแสดงการใช้บิวเรตต์

อินดิเคเตอร์กับการไทเทรตกรด-เบส

       อินดิเคเตอร์กรด-เบส ที่เหมาะสมกับปฏิกิริยาการไทเทรตจะต้องมีค่า pH ที่จุดกึ่งกลางช่วงการเปลี่ยนสีใกล้เคียงหรือเท่ากับ pH ที่จุดสมมูลของปฏิกิริยา นอกจากนี้ การเลือกใช้อินดิเคเตอร์กรด-เบส ต้องพิจารณาสีที่ปรากฎ จะต้องมีความเข้มมากพอที่จะมองเห็นได้ง่าย หรือเห็นการเปลี่ยนสีได้ชัดเจน ช่วงการเปลี่ยนสีของอินดิเคเตอร์ จะเกิดขึ้นในช่วง 2 หน่วย pH
       ตัวอย่างเช่น การไทเทรตกรดแก่กับเบสแก่ pH ของสารละลายผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากปฏิกิริยาการไทเทรต เมื่อถึงจุดสมมูลมีค่าใกล้เคียง 7 ก็ควรเลือกใช้อินดิเคเตอร์ที่มีช่วง pH ของการเปลี่ยนสีใกล้เคียงกับ 7 เช่น อาจใช้โบรโมไทมอลบลูหรือ ฟีนอล์ฟทาลีน ซึ่งจะเปลี่ยนจากไม่มีสีเป็นสีชมพู ในช่วง pH 8.20-10.00 เป็นต้น ดังนั้น ถ้าทราบ pH ของสารละลายที่จุดสมมูลของปฏิกิริยาการไทเทรตก็สามารถเลือกอินดิเคเตอร์ที่ เหมาะสมได้
การเลือกอินดิเคเตอร์ ก็ขึ้นอยู่กับชนิดของปฏิกิริยาระหว่างกรดกับเบส เพราะที่จุดสมมูลของแต่ละปฏิกิริยานั้น มีค่า pH ที่ต่างกัน
       การฟของการไทเทรตจะช่วยในการเลือกอินดิเคเตอร์ที่เหมาะสมได้ดี เพราะกราฟจะแสดงค่า pH ของสารละลายขณะไทเทรต ตั้งแต่ก่อนจุดสมมูล ที่จุดสมมูล และหลังจุดสมมูล จุดที่ pH ของสารละลายเปลี่ยนแปลงมาก ซึ่งเป็นจุดสมมูลนั้น จะบอกช่วง pH ของอินดิเคเตอร์ที่จะเลือกใช้ ในการพิจารณาเลือกอินดิเคเตอร์ จากกราฟของการไทเทรต จะแบ่งออกตามชนิดของปฏิกิริยาดังนี้

1.อินดิเคเตอร์สำหรับปฏิกิริยาระหว่างกรดแก่กับเบสแก่

รูปกราฟของการไทเทรตระหว่างกรดแก่และเบสแก่ จะแสดง pH ที่จุดสมมูลอยู่ที่ pH ใกล้เคียง 7

       จากกราฟ จะเห็นว่าค่า pH เปลี่ยนแปลงรวดเร็วที่จุดใกล้ๆ จุดยุติ (ตั้งแต่ pH 4-10) ดังนั้นอินดิเคเตอร์ที่มีช่วง pH ของการเปลี่ยนแปลงสีระหว่าง 4 ถึง 10 ก็สามารถนำมาใช้ได้ ซึ่งอินดิเคเตอร์ที่เหมาะสมที่อาจใช้ได้ ได้แก่ เมทิลเรด (4.4-6.2) โบรโมไทมอลบลู (6.0-7.5) และฟีนอล์ฟทาลีน(8.2-10.0) ดังแสดงในภาพ แต่เรามักจะนิยมใช้ฟีนอล์ฟทาลีน เพราะสังเกตการเปลี่ยนแปลงสีได้ชัดเจน สำหรับ โบรโมคลีซอล กรีน (3.8-5.4) ไม่เหมาะสมที่จะใช้เป็นอินดิเคเตอร์สำหรับกรดแก่และเบสแก่ เพราะช่วงเปลี่ยนสีที่เป็นรูปเบสของอินดิเคเตอร์ จะเกิดก่อนจุดสมมูล ทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนในการบอกจุดยุติ

2.อินดิเคเตอร์สำหรับปฏิกิริยาระหว่างกรดอ่อนกับเบสแก่

       การเลือกอินดิเคเตอร์สำหรับการไทเทรตกรดอ่อน เช่น กรดแอซิติก กับเบสแก่ เช่น NaOH จะมีข้อจำกัดมากกว่าที่จุดสมมูลของการไทเทรต สารละลายจะมีโซเดียมแอซิเตต ทำให้สารละลายเป็นเบส มี pH มากกว่า 7

รูปกราฟแสดงการไทเทรตระหว่างกรดอ่อนกับเบสแก่และอินดิเคเตอร์ที่เหมาะสม

       จากกราฟจะเห็นได้ว่า เมทิลเรด จะเปลี่ยนสีก่อนจุดสมมูลจึงไม่เหมาะที่จะใช้เป็นอินดิเคเตอร์สำหรับกรดแอซิติกกับ NaOH (เข้มข้น 0.100 M) ฟีนอล์ฟทาลีนเปลี่ยนสีที่ช่วงจุดสมมูลพอดี โบรโมไทมอลบลู อาจจะใช้เป็นอินดิเคเตอร์ได้ดี เมื่อใช้สีมาตรฐานเทียบ

3.อินดิเคเตอร์สำหรับปฏิกิริยาระหว่างกรดแก่กับเบสอ่อน

       การเปลี่ยนแปลง pH ของสารละลายขณะไทเทรตเบสอ่อน เช่น NH₃ กับกรดแก่ เช่น HCl จะค่อยๆ ลดลง เมื่อใช้ HCl เป็นสารมาตรฐาน ที่จุดยุติจะได้เกลือ NH₄Cl และ pH < 7 ในการไทเทรต 0.100 M NH₃ กับ 0.100 M HCl จะได้กราฟของการไทเทรต (ดังภาพ)

รูปกราฟของการไทเทรตระหว่าง 0.1000 M NH₃ กับ 0.1000 M HCl

       จากกราฟ เราสามารถพิจารณาชาวง pH 3-7.5 ในการเลือกอินดิเคเตอร์ ซึ่งเราอาจใช้โบรโมไทมอลบลูหรือเมทิลเรดได้ แต่ไม่ควรใช้ฟีนอล์ฟทาลีนเพราะช่วง pH ของฟีนอล์ฟทาลีนมากกว่า 7 ทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนในการบอกจุดสมมูล

K ME สารละลายบัฟเฟอร์

บัฟเฟอร์(Buffer)
สาร ละลายบัฟเฟอร์ = สารละลายของกรดอ่อนกับเกลือของกรดนั้น or สารละลายเบสอ่อนกับเกลือของเบสนั้น(อ่อนคู่เกลือ)สมบัติของ Buffer = สามารถควบคุมค่า pH ได้เมื่อเติมกรดแก่หรือเบสแก่ลงไปเล็กน้อย
การควบคุมค่า pH ของ Buffer
บัฟเฟอร์Aมีสาร CH₃COOH กับ CH₃COO^- อยู่ในระบบ

ถ้าใส่กรดลงไป HCl จะแตกให้ H⁺ แต่จะถูกสะเทินด้วยคู่เบส

CH₃COO^- + H⁺ CH₃COOH

ถ้าใส่เบสลงไป NaOH จะแตกตัวให้ OH^- แต่จะถูกสะเทินด้วยคู่กรด
CH₃COOH + OH^-CH₃COO^- + H₂O
****กรดแก่&เบสแก่เป็น Buffer ไม่ได้เพราะแตกตัว 100 % จึงไม่เกิดคู่กรดคู่เบส****
ชนิดของ Buffer 1.คู่เหมือนไม่ทำปฏิกิริยากัน Ex. CH₃COOH กับ CH₃COONa
2.บัฟเฟอร์คู่กรด คู่เบส ของกรดอ่อนกับเกลือของกรดอ่อน3. บัฟเฟอร์คู่กรด คู่เบส ของเบสอ่อนกับเกลือของเบสอ่อน

หลักการการดูสารว่าเป็น Buffer หรือไม่

1.ถ้าไม่ทำปฏิกิริยากัน(คู่เหมือน)ตัดแก่ออกจะต้องมี H⁺ ต่าง 1ตัว
2.ถ้าทำปฏิกิริยากันอ่อนต้องเหลือ
การดูค่า pH ของ สารละลายBuffer
1.บัฟเฟอร์ที่เกิดจากกรดอ่อนคู่กับเกลือของกรดอ่อน มี pH <7
2.บัฟเฟอร์ที่เกิดจากเบสอ่อนคู่กับเกลือของเบสอ่อน มี pH >7
pHของ Buffer ใช้สูตร pH = -logKa + log [เกลือ]/[กรด]
pOHของ Buffer ใช้สูตร pOH = -logKb + log [เกลือ]/[เบส]
**** สารละลายบัฟเฟอร์จะมีประสิทธิภาพดีที่สุดเมื่อ [HA] = [A^-]ซึ่งจะทำให้ [H⁺]จะเท่ากับ Ka ด้วยเหตุนี้จึงเลือกใช้บัฟเฟอร์ที่มีค่า pKaใกล้เคียงกับ pH ที่ต้องการเตรียม****

K ME ไฮโดรไลซิส

ปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสของเกลือ

ไฮโดรไลซีสของเกลือ หมายถึง ปฏิกิริยาระหว่างเกลือกับน้ำ เกลือเป็นอิเล็กโทรไลต์แก่ เมื่อเกลือละลายในน้ำ เกลือจะแตกตัวออกเป็นไอออนบวกและไอออนลบทั้งหมด ดังนั้น สมบัติของสารละลายของเกลือ จึงขึ้นอยู่กับไอออนบวกและไอออนลบในสารละลายนั้น ไอออนบางตัวสามารถที่จะทำปฏิกิริยากับน้ำและให้ H⁺ หรือ OH^- ได้ ปฏิกิริยานี้จึงเรียกว่า ปฏิกิริยาไฮโดรไลซีส เช่น

- ไอออนลบ เช่น X^- เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำ จะเขียนสมการได้ดังนี้

X^- (aq) + H₂O (l) HX (aq) + OH^- (aq)

จะเห็นว่าจากปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสของไอออนลบ X^- ที่เกิดขึ้น X- (aq) จะรับ H⁺ จากน้ำแล้วได้ OH^- (aq) ดังนั้นสารละลายที่ได้จึงมีสมบัติเป็นเบส

- สำหรับไอออนบวก เช่น NH₄⁺(aq) เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำ จะเขียนสมการได้ดังนี้

NH₄⁺ (aq) + H₂O(l) NH₃ (g) + H₃O⁺ (aq)

จะเห็นว่าจากปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสของไอออนบวก NH₄⁺(aq) ที่เกิดขึ้น NH₄⁺ จะให้โปรตอนกับ H₂O (l) แล้วได้ H₃O⁺ (aq) ดังนั้นสารละลายที่ได้จึงมีสมบัติเป็นกรด
ดังนั้นจึงอาจสรุปได้ว่า “ถ้าไอออนลบของเกลือเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสจะทำให้สารละลายแสดงสมบัติความเป็นเบส และถ้าไอออนบวกของเกลือเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีส จะทำให้สารละลายแสดงสมบัติความเป็นกรด”

-  การพิจารณาว่าไอออนลบใดจะเกิดไฮโดรไลซีสหรือไม่นั้นมีหลักพิจารณาดังนี้

1. ถ้าเป็นไอออนลบของกรดแก่ เช่น Cl^-, Br^- , I^- , NO₃^- , และ ClO₄^- จะไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ ดังนั้น จะไม่มีผลต่อค่าความเป็นกรด-เบสของสารละลาย
2. ไอออนลบของกรดอ่อน เช่น CH₃COO^- , ClO^- , CN^- , และ CO₃^2- สามารถรับโปรตอนจากน้ำเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสได้สารละลายที่เป็นเบส เช่น ปฏิกิริยาของ CH₃COO^- กับน้ำ

CH₃COO^- (aq) + H₂O (l) CH₃COOH (aq) + OH^- (aq)

-  การพิจารณาว่าไอออนบวกใดจะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสหรือไม่มีหลักพิจารณาดังนี้

1. ไอออนบวกของโลหะหมู่ IA หรือ IIA (ยกเว้น Be) ได้แก่ Li+ , Na+ , K+ , Mg2+ , Ca2+ และ Ba2+ จะไม่เกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีส รวมทั้งไอออนบวกของเบสแก่ทั้งหมด

2. แอมโมเนียมไอออนของเกลือแอมโมเนียมจะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีส และทำให้สารละลายเป็นกรด

1. การไฮโดรไลซีสของเกลือที่เกิดจากกรดแก่และเบสแก่

เกลือประเภทนี้เมื่อละลายในน้ำจะไม่เกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสกับน้ำ ทั้งนี้เพราะ ทั้งไอออนบวกที่มาจากเบสแก่ และไอออนลบที่มจากกรดแก่ ต่างก็ไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ เช่น NaCl เมื่อละลายน้ำได้ Na⁺ และ Cl^- ทั้ง Na⁺ ซึ่งมาจากเบสแก่ และ Cl^- ซึ่งมาจากกรดแก่ HCl จะไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ ไม่มีผลต่อค่า pH ของสารละลาย สารละลายจึงเป็นกลาง คือมี [H₃O⁺] และ [OH^-] ที่แตกตัวจากน้ำมีปริมาณเท่ากัน pH ของสารละลายเท่ากับ 7

2. การไฮโดรไลซีสของเกลือที่เกิดจากกรดอ่อนกับเบสแก่

เกลือประเภทนี้เมื่อละลายน้ำจะได้ไอออนลบที่มาจากกรดอ่อนที่มีสมบัติเป็นคู่เบสที่แรงพอสมควร ไอออนลบที่เกิดขึ้นจะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสกับน้ำได้ OH^- ไอออนทำให้สารละลายแสดงสมบัติความเป็นเบส
ตัวอย่างเช่น NaClO เมื่อละลายน้ำจะให้ Na⁺ และ ClO^- ดังนี้

NaClO (s) Na⁺ (aq) + ClO^- (aq)
ClO^- จะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีส โดยรับโปรตอนจากน้ำได้เป็น HClO และ OH^- ตามสมการ

ClO^- (aq) + H₂O (l) HClO (aq) + OH^- (aq)

สำหรับ Na⁺ (aq) ไอออน ซึ่งมาจากเบสแก่ NaOH ไม่เกิดการไฮโดรไลซีส
ดังนั้นสารละลายที่เกิดจากการละลายของเกลือ NaClO ในน้ำแล้วเกิดการไฮโดรไลซีสของ ClO^- (aq) จะได้ OH^- ไอออน จึงแสดงสมบัติเป็นเบส pH ของสารละลายมีค่ามากกว่า 7

3. การไฮโดรไลซีสของเกลือที่เกิดจากกรดแก่กับเบสอ่อน

เกลือประเภทนี้เมื่อละลายน้ำจะให้ไอออนบวกที่มาจากเบสที่เป็นคู่กรด ที่มีความแรงพอสมควร ไอออนบวกนี้จะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสกับน้ำให้ H₃O⁺ ทำให้สารละลายแสดงสมบัติเป็นกรด
ส่วนไอออนลบซึ่งมาจากกรดแก่ ไม่เกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีส ตัวอย่างเช่น
NH₄Cl ซึ่งเกิดจากกรดแก่ HCl กับเบสอ่อน NH₃
NH₄Cl แตกตัวในน้ำได้ NH₄⁺ และ Cl^- ทั้งหมด

NH₄Cl (aq) NH₄⁺ (aq) + Cl^- (aq)

Cl^- ไม่เกิดการไฮโดรไลซีส แต่ NH₄⁺ เกิดไฮโดรไลซีส โดย NH₄⁺ จะให้โปรตอนกับ H₂O ได้เป็น NH₃(aq) และ H₃O (aq) ดังสมการ

NH₄⁺ (aq) + H₂O (l) NH₃ (aq) + H₃O+ (aq)

จะเห็นได้ว่าผลจากการไฮโดรไลซีสของ NH₄Cl จะได้ H₃O+ ดังนั้นสารละลายของเกลือ NH₄Cl จึงแสดงสมบัติเป็นกรด pH ของสารละลายมีค่าน้อยกว่า 7

4.การไฮโดรไลซีสของเกลือที่เกิดจากกรดอ่อนและเบสอ่อน

เกลือประเภทนี้เมื่อละลายน้ำได้ไอออนบวกและไอออนลบ ซึ่งไอออนทั้งสองนี้ สามารถเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสได้ทั้งคู่ ไอออนบวกของเกลือจะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสได้ H₃O+ ส่วนไอออนลบได้ OH^- ดังนั้นความเป็นกรด-เบสของสารละลายจึงขึ้นอยู่กับว่าไอออนบวกหรือไอออนลบเกิดปฏิกิริยาการไฮโดรไลซีสได้ดีกว่ากัน โดยพิจารณาจากค่าคงที่ของการแตกตัวของคู่เบส (Kb) (ไอออนลบ) หรือค่าคงที่การแตกตัวของคู่กรด Ka (ไอออนบวก)
ตัวอย่างเช่น เกลือ NH₄CN ที่เกิดจากกรดอ่อน HCN และเบสอ่อน NH₄OH
NH₄OH แตกตัวในน้ำให้ NH₄⁺ และ CN^- ดังสมการ

NH₄CN (aq) NH₄⁺(aq) + CN^-(aq)

NH₄⁺ และ CN^- เกิดปฏิกิริยาการไฮโดรไลซีสดังนี้

NH₄⁺ (aq) + H₂O (l) NH₃ (aq) + H₃O+(aq) ; K_a = 5.6 x 10-10
CN^- (aq) + H₂O (l) HCN (aq) + OH^- (aq) ; K_b = 5.6 x 10-5

เนื่องจาก ค่า K_b> K_a ดังนั้นแสดงว่า CN^- เกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสให้ OH^- ได้ดีกว่า NH₄⁺ ดังนั้น [OH^-] > [NH₃] สารละลายของเกลือ NH₄CN จึงแสดงสมบัติเป็นเบส pH มีค่ามากกว่า 7