กรด-เบส
มกราคม 28, 2012 ที่ 4:13 pm | เขียนใน ไม่มีหมวดหมู่ | ใส่ความเห็นในการที่จะให้นิยามของกรด- เบส และในการจำแนกสารต่างๆ ว่าเป็นกรดหรือเบสนั้นได้มีนักวิทยาศาสตร์ ได้ศึกษาและตั้งทฤษฎีกรด- เบส ขึ้นหลายทฤษฎีด้วยกัน ทฤษฎีกรด- เบสที่สำคัญมีดังนี้
อาร์เรเนียส เป็นนักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดน ได้ตั้งทฤษฎีกรด- เบส ในปี ค. ศ. 1887 ( พ. ศ. 2430) อาร์เรเนียสศึกษาสารที่ละลายน้ำ (Aqueous solution) และการนำไฟฟ้าของสารละลายนั้น เขาพบว่าสารอิเล็กโทรไลต์จะแตกตัวเป็นไอออน เมื่อละลายอยู่ในน้ำและให้นิยามกรดไว้ว่า
“ กรด คือ สารที่เมื่อละลายน้ำแล้วแตกตัวให้ไฮโดรเจนไอออน” เช่น
HCl (g) H+ (aq) + Cl– (aq)
HClO4(l) H+ (aq) + ClO4– (aq)
CH3COOH (l) H+ (aq) + CH3COO– (aq)
H2SO4 (l) H+ (aq) + SO22-(aq)
H2CO3 (l) H+ (aq) + HCO3– (aq)
“ เบส คือ สารที่เมื่อละลายน้ำแล้วแตกตัวให้ไฮดรอกไซด์ไอออน” เช่น
NaOH (s) Na+ (aq) + OH– (aq)
Ca(OH)2 (s) Ca2+ (aq) + 2OH– (aq)
KOH (s) K+ (aq) + OH– (aq)
NH4OH (l) NH4+ (aq) + OH– (aq)
ข้อจำกัดของทฤษฎีกรด – เบส อาร์เรเนียส
- ทฤษฎีกรด- เบส อาร์เรเนียส จะเน้นเฉพาะการแตกตัวในน้ำ ให้เป็น H+ และ OH– ไม่รวมถึงตัวทำละลายอื่นๆ ทำให้อธิบายความเป็นกรด- เบสได้จำกัด
- สารที่ี่จะเป็นกรดได้ต้องมี H+ อยู่ในโมเลกุล และสารที่ี่จะเป็นเบสได้ก็ต้องมี OH– อยู่ในโมเลกุล
ทฤษฎีกรด- เบส ของเบรินสเตต- เลารี
โจฮันส์ นิโคลัส เบรินสเตต นักเคมีชาวเดนมาร์ก และ โทมัส มาร์ติน ลาวรี นักเคมีชาวอังกฤษ ได้ศึกษาการให้และรับโปรตอนของสาร เพื่อใช้ในการอธิบายและจำแนกกรด- เบสได้กว้างขึ้น และได้ตั้งทฤษฎีกรด- เบสขึ้นในปี ค. ศ.1923 ( พ. ศ.2466)
กรด คือ สารที่ี่สามารถให้โปรตอนกับสารอื่นๆ ได้ (Proton donor)
เบส คือ สารที่ี่สามารถรับโปรตอนจากสารอื่นได้ (Proton acceptor)
พิจารณาตัวอย่างต่อไปนี้
1.
![]() |
HCl เป็นสารที่ี่ให้โปรตอน (H+) ดังนั้น HCl จึงเป็นกรด
H2O เป็นสารที่ี่รับโปรตอน (H+) ดังนั้น H2Oจึงเป็นเบส
2.
![]() |
NH4+ เป็นสารที่ี่ให้โปรตอน (H+) ดังนั้น NH4+จึงเป็นกรด
H2Oเป็นสารที่ี่รับโปรตอน (H+) ดังนั้น H2Oจึงเป็นเบส
3.
![]() |
H2Oเป็นสารที่ี่ให้โปรตอน (H+) ดังนั้น H2Oจึงเป็นกรด
NH3เป็นสารที่ี่รับโปรตอน (H+) ดังนั้น NH3 จึงเป็นเบส
จากปฏิกิริยาทั้ง 3 ปฏิกิริยา จะมีสารที่ี่ให้และรับโปรตอนในแต่ละปฏิกิริยา และมี H3O+ และ OH– เกิดขึ้น
ข้อจำกัดของทฤษฎีกรด – เบสของเบรินสเตต- ลาวรี
ทฤษฎีกรด- เบสของเบรินสเตต- ลาวรี ใช้อธิบายสมบัติของกรด- เบส ได้กว้างกว่าทฤษฎีของอาร์เรเนียส แต่ยังมีข้อจำกัดคือ สารที่จะทำหน้าที่เป็นกรดจะต้องมีโปรตอนอยู่ในสารนั้น
สารที่เป็นได้ทั้งกรดและเบส(Amphoteric)
สารบางตัวทำหน้าที่เป็นทั้งกรด เมื่อทำปฏิกิริยากับสารตัวหนึ่ง และทำหน้าที่เป็นเบส เมื่อทำปฏิกิริยากับอีกสารหนึ่ง นั่นคือเป็นได้ทั้งกรดและเบส สารที่มีลักษณะนี้เรียกว่า สารเอมโพเทอริก(Amphoteric) เช่น H2O , HCO3– เป็นต้น
กรณีของ H2O
![]() |
ในกรณีนี้ H2O เป็นกรดเมื่อทำปฏิกิริยากับ NH3 และเป็นเบสเมื่อทำปฏิกิริยากับNH4+
กรณีของ HCO3–
![]() |
ในกรณีนี้ HCO3– เป็นเบสเมื่อทำปฏิกิริยากับ HCl และเป็นกรดเมื่อทำปฏิกิริยากับ OH–
ดังนั้นอาจจะสรุปได้ว่า สารที่เป็นเอมโฟเทอริก ถ้าทำปฏิกิริยากับสารที่ให้โปรตอนได้ดีกว่า ตัวมันเองจะรับโปรตอน ( ทำหน้าที่เป็นเบส) แต่ถ้าไปทำปฏิกิริยากับสารที่ให้โปรตอนได้ไม่ดี ตัวมันเองจะเป็นตัวให้โปรตอนกับสารนั้น ( ทำหน้าเป็นกรด)
ทฤษฎีกรด- เบสของลิวอีส
ในปี ค. ศ. 1923 ( พ. ศ. 2466) ลิวอีสไดเสนอนิยามของกรดและเบสดังนี้
เบส คือ สารที่สามารถให้อิเล็กตรอนคู่ในการเกิดพันธะโคเวเลนต์
ปฏิกิริยาระหว่างกรด- เบส ตามทฤษฎีนี้ อธิบายในเทอมที่มีการใช้อิเล็กตรอนคู่ร่วมกัน กรดรับอิเล็กตรอนเรียกว่าเป็น Electrophile และเบสให้อิเล็กตรอนเรียกว่าเป็น Nucleophile และตามทฤษฎีนี้สารที่เป็นเบสต้องมีอิเล็กตรอนคู่อิสระ เช่น
![]() |
ในกรณีนี้ NH3 เป็นเบส มีอิเล็กตรอนคู่ 1 คู่ จะให้อิเล็กตรอนคู่กับกรดในการเกิดพันธะโคเวเลนต์ และ BF3รับอิเล็กตรอนจาก NH3BF3 จึงเป็นกรด
ทฤษฎีของลิวอิสนี้มีข้อดีคือ สามารถจำแนกกรด- เบส ที่ไม่มีทั้ง H หรือ OH– ในสารนั้น และแม้ว่าสารนั้นไม่ได้อยู่ในรูปสารละลาย แต่อยู่ในสถานะแก๊สก็สามารถใช้ทฤษฎีลิวอิสอธิบายความเป็นกรดเบสได้
ตัวอย่างอื่นๆ
ให้ความเห็น »
บลอกที่ WordPress.com .
Entries และ ข้อคิดเห็น feeds.
ใส่ความเห็น