Ion Equilibrium of Weak Electrolyte Solution (กรด-เบส) Chapter 0

0. Basics & Introduction

บทนี้จะเป็นการปูพื้นฐานในเรื่องที่จำเป็นก่อนเข้าสู่เนื้อหาจริง

0.1 Solubility

http://www.youtube.com/watch?v=q3Gq4TUcdfA

การพิจารณาการละลายในที่นี้ จะพิจารณาเฉพาะสารประกอบไอออนิกที่ละลายในน้ำ สิ่งที่ควรทราบคือ สารประกอบจะละลายน้ำ ถ้า

- มี Li+, Na+, K+, NH4+ เช่น NH4Cl
- มี ClO3-, ClO4-, NO3-
- มี SO4 2- ยกเว้นจับเป็นสารประกอบกับ Sr2+, Ba2+, Pb2+
- มี Cl-, Br-, I- ยกเว้นจับเป็นสารประกอบกับ Ag+, Pb+, Hg+
- มี CH3COO- ยกเว้นจับเป็นสารประกอบกับ Ag+ เช่น CH3COONa

0.2 Rate of Reaction

 http://www.youtube.com/watch?v=kjKyEdrVXJA

ในปฏิกิริยาเคมีขั้นตอนเดียว aA + bB --> cC + dD ,         A, B เป็น gas หรือละลายน้ำอยู่

อัตราการเกิดปฏิกิริยา = k * ( [A]^a * [B]^b )

เมื่อ k เป็นค่าคงที่ของปฏิกิริยานี้ (เป็นสมบัติเฉพาะ เปลี่ยนแปลงได้เมื่อเปลี่ยนอุณหภูมิ ไม่เปลี่ยนแปลงแม้จะเพิ่มสารมากหรือน้อย) และ [X] แทนความเข้มข้นของ X หน่วยเป็น molar (mol / L)
เช่น 2H2 + O2 --> 2H2O
มีอัตราการเกิดปฏิกิริยาเป็น k * ( [H2]^2 * [O2] )

0.3 Chemical Equilibrium

http://www.youtube.com/watch?v=sjkuUUf-DJM

http://www.youtube.com/watch?v=f9aTOSpkUng

เนื่องจากปฏิกิริยาเคมี ไม่จำเป็นต้องไปในทิศเดียว แต่อาจผันกลับมาได้ด้วย เช่น
4NH3 + 5O2 <---> 4NO2 + 6H2O           (สารมีสถานะเป็น gas ทั้งหมด)

4NH3 + 5O2  ---> 4NO2 + 6H2O
มีอัตราการเกิดไปข้างหน้า k1 * ( [NH3]^4 * [O2]^5 )

4NH3 + 5O2  <--- 4NO2 + 6H2O
มีอัตราการเกิดกลับมาด้านหลัง k2 * ( [NO2]^4 * [H2O]^6 )

หากเราปล่อยไปเรื่อยๆ จะทำให้ถึงจุดสมดุล คือปฏิกิริยาไปข้างหน้ากับไปข้างหลังเท่ากัน ทำให้ปริมาณสารในระบบเท่ากัน อัตราทั้งสองเท่ากันแสดงว่า
k1 * ( [NH3]^4 * [O2]^5 ) = k2 * ( [NO2]^4 * [H2O]^6 )
เรานิยาม ค่าคงที่สมดุล = K = k1/k2 =  ( [NO2]^4 * [H2O]^6 ) / ( [NH3]^4 * [O2]^5 )

ดังนั้นสำหรับสมดุลเคมี aA + bB <---> cC + dD
ตามนิยามเราจะได้ค่าคงที่สมดุล K = ( [C]^c * [D]^d ) / ( [A]^a * [B]^b )
ซึ่งค่า K นี้จะคงที่ไม่ว่าสารใดจะมีมากหรือน้อย (เป็นผลมาจาก k1 และ k2 คงที่) แต่จะเปลี่ยนแปลงหากอุณหภูมิไม่คงที่ (แต่ในชั้นเรียนเราจะบอกเสมอว่าทำในอุณหภูมิคงที่ ดังนั้นก็ใช้ K ค่าเท่าเดิมไปตลอด)

0.4 Introduction

สารละลายนอนอิเล็กโทรไลต์ เมื่อละลายน้ำแล้วจะไม่แตกตัว
สารละลายอิเล็กโทรไลต์ หากเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์แก่จะละลายน้ำแล้วแตกตัวทั้งหมด (หรือเกือบทั้งหมด จนถือว่าทั้งหมดไปเลย) ส่วนสารละลายอิเล็กโทรไลต์อ่อนจะละลายแล้วแตกตัวเพียงบางส่วน ทำให้เกิดสมดุล เช่นกรดอ่อน เบสอ่อน เกลือที่ละลายน้ำได้เล็กน้อย เป็นต้น

ในส่วนที่จะกล่าวในบทถัดๆไป จะศึกษาเกี่ยวกับสมดุลของสารละลายอิเล็กโทรไลต์อ่อน โดยทำความรู้จักกับกรดเบส รู้จักกับค่า pH คำนวณการแตกตัวของกรดเบสได้ และปฏิกิริยาเมื่อมีกรดเบสมากกว่า 1 ชนิด