สมบัติของสารละลายกรด - เบส
สารละลายต่าง ๆ ที่ใช้ในชีวิตประจำวันแต่ละชนิดจะมีสมบัติแตกต่างกัน มีทั้งชนิดที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหรือที่เรียกว่า มีสมบัติเป็นกรด และชนิดที่มีสมบัติเป็นเบส สารบางชนิดเป็นอันตราย แต่บางชนิดสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ สมบัติของสารละลายกรด-เบส จึงเป็นเกณฑ์อีกประเภทหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์นำมาใช้ในการจำแนกประเภทของสาร
สารละลายกรด
กรด หมายถึง สารประกอบที่มีธาตุไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบ เมื่อละลายน้ำแล้วสามารถแตกตัวให้ไฮโดรเจนไอออน ( H+ )
สมบัติของสารละลายกรด
1. กรดทุกชนิดมีรสเปรี้ยว
2. เปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากสีน้ำเงินเป็นสีแดง (มีค่า pH น้อยกว่า 7)
3. ทำปฏิกิริยากับโลหะ เช่น สังกะสี ทองแดง แมกนีเซียม อะลูมิเนียม จะได้ฟองแก๊สไฮโดรเจนออกมา
4. กรดมีสมบัติกัดกร่อนโลหะ หินปูน เนื้อเยื่อของร่างกาย
5. กรดทำปฏิกิริยากับหินปูนซึ่งเป็นสารประกอบของแคลเซียมคาร์บอเนต จะได้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์
6. สารละลายกรดทุกชนิดนำไฟฟ้าได้ดี
7. ทำปฏิกิริยากับเบสได้เกลือและน้ำ
ประเภทของสารละลายกรด
สารละลายกรดแบ่งเป็น 2 ประเภท ได้แก่
1. กรดอินทรีย์ (Organic acid) เป็นกรดที่ได้จากธรรมชาติ จากสิ่งมีชีวิต เช่น
- กรดแอซิติก (acetic acid) หรือกรดน้ำส้ม ได้จากการหมักแป้งหรือน้ำตาลโดยใช้จุลินทรีย์ ซึ่งนิยมใช้ในการผลิตน้ำส้มสายชู
- กรดซิตริก (citric acid) หรือกรดมะนาว เป็นกรดที่อยู่ในผลไม้ที่มีรสเปรี้ยว เช่น ส้ม มะนาว
- กรดแอสคอร์บิก (ascorbic acid) หรือวิตามินซี มีอยู่ในผลไม้ที่มีรสเปรี้ยว
- กรดอะมิโน (amino acid) เป็นกรดที่ใช้สร้างโปรตีน มักพบในเนื้อสัตว์ ผลไม้เปลือกแข็ง หรือพืชตระกูลถั่ว
2. กรดอนินทรีย์ เป็นกรดที่ได้จากแร่ธาตุ จึงอาจเรียกว่ากรดแร่ก็ได้ มีความสามารถในการกัดกร่อนสูง ถ้าถูกผิวหนังหรือเนื้อเยื่อของร่างกายจะทำให้ไหม้ แสบ หรือมีผื่นคัน ตัวอย่างเช่น
- กรดไฮโดรคลอริก (hydrochloric acid) หรือกรดเกลือ
- กรดไนตริก (nitric acid) หรือกรดดินประสิว
- กรดคาร์บอนิก (carbonic acid) หรือกรดหินปูน
- กรดซัลฟิวริก (sulfuric acid) หรือกรดกำมะถัน
3.สารละลายกรดที่ใช้ในชีวิตประจำวัน ตัวอย่างสารละลายกรดในชีวิตประจำวันและในสิ่งแวดล้อม มีดังต่อไป
- กรดทาร์ทาริก (tartaric acid) [C4H4O4] พบในมะขามป้อม ฝรั่ง
- กรดแอซิติก (acetic acid) [CH3COOH] ใช้ในการผลิตน้ำส้มสายชู
- กรดซิตริก (citric acid) [C6H8O7] เป็นกรดที่อยู่ในผลไม้ที่มีรสเปรี้ยว เช่น ส้ม มะนาว
- กรดแอสคอร์บิก (ascorbic acid) [C6H8O6] มีอยู่ในผลไม้ที่มีรสเปรี้ยว วิตามิน C
- กรดอะมิโน (amino acid) เป็นกรดที่ใช้สร้างโปรตีน มักพบในเนื้อสัตว์ ผลไม้
- กรดซัลฟิวริก (sulfuric acid) [H2SO4] ทำปุ๋ยเคมี
- กรดโบริก (boric acid) [H3BO3] ยาฆ่าเชื้อโรค , น้ำยาล้างตา
- กรดไฮโดรคลอริก (hydrochloric acid) [HCl] น้ำยาล้างสุขภัณฑ์
- กรดออกซาลิก (oxalic acid) [H2C2O2] กำจัดรอยเปื้อนสนิม
- กรดคาร์บอนิก (carbonic acid) [H2CO3] เป็นส่วนประกอบของน้ำอัดลม
สารละลายเบส
เบส คือ สารประกอบที่ทำปฏิกิริยากับกรด แล้วได้เกลือกับน้ำจะสามารถแตกตัวให้ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH-) เบสทุกชนิดจะมีรสฝาด
สมบัติของสารละลายเบส
1. เบสทุกชนิดมีรสฝาดหรือเฝื่อน
2. เปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากสีแดงเป็นสีน้ำเงิน (มีค่า pH มากกว่า 7)
3. ทำปฏิกิริยากับน้ำมันพืช หรือน้ำมันหมู จะได้สารละลายที่มีฟองคล้ายสบู่
4. ทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียไนเตรตจะได้แก๊สที่มีกลิ่นฉุนของแอมโมเนีย
5. สามารถกัดกร่อนโลหะ อะลูมิเนียมและสังกะสี และมีฟองแก๊สเกิดขึ้น
7. ทำปฏิกิริยากับกรดได้เกลือและน้ำ
ประเภทของเบส
ตัวอย่างสารละลายเบสในชีวิตประจำวันและสิ่งแวดล้อม มีดังต่อไปนี้
1. สารประเภททำความสะอาด
- โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ใช้ทำสบู่
- แอมโมเนีย (CH3) น้ำยาล้างกระจก,น้ำยาปรับผ้านุ่ม
- โซเดียมคาร์บอเนต (Na2CO3) อุตสาหกรรมผงซักฟอก
2. สารปรุงแต่งอาหาร
- โซเดียมไฮดรอกไซด (NaOH) ทำผงชูรส
- โซเดียมไบคาร์บอเนต (NaHCO3) ทำขนม
3. สารที่ใช้ทางการเกษตร ได้แก่ ปุ๋ย
- ยูเรีย [CO(NH2)2] ใช้ทำปุ๋ย
- แคลเซียมไฮดรอกไซด์ [Ca(OH)2] แก้ดินเปรี้ยว
4. ยารักษาโรค
- NH3(NH4 )2CO3 แก้เป็นลม
- แคลเซียมไฮดรอกไซด์ [ Ca(OH)2] ลดกรดในกระเพาะอาหาร
- แมกนีเซียมไฮดรอกไซด [ Mg(OH)2] ลดกรดในกระเพาะอาหาร , ยาถ่าย
การตรวจสอบสารละลายกรด – เบส
สารละลายกรด - เบส ส่วนมากจะเป็นสารละลายที่ใส ไม่มีสีจึงไม่สามารถแยกออกจากกันด้วยตาได้ ส่วนมากเป็นสารที่เป็นอันตราย เพราะมีฤทธิ์กัดกร่อนเนื้อเยื่อของร่างกาย จึงไม่สามารถทดสอบด้วยการชิมหรือสัมผัสได้ แต่เรามีวิธีทดสอบได้โดยใช้อินดิเคเตอร์ ซึ่งมีอยู่หลายชนิด ดังนี้
สารละลายลิตมัส
สารละลายลิตมัส ทำจากสิ่งมีชีวิตพวกไลเคนส์ ตัวสารละลายมีสีม่วง เมื่อหยดลิตมัสลงในสารละลายที่เป็นกรดจะเปลี่ยนเป็นสีแดง ถ้าหยดลงใน
สารละลายที่เป็นเบสจะได้สีน้ำเงินนอกจากสารละลายลิตมัสแล้วยังมีกระดาษลิตมัสซึ่งมี 2 สี คือ สีแดง กับสีน้ำเงิน ถ้านำกระดาษลิตมัสสีน้ำเงินจุ่มลงในสารละลายกรด กระดาษลิตมัส จะเปลี่ยนสีจากสีน้ำเงินเป็นสีแดงและเมื่อจุ่มกระดาษลิตมัสสีแดงลงในสารละลายเบสจะเปลี่ยนสีจากสีแดงเป็นสีน้ำเงิน
ยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์
อินดิเคเตอร์แบบลิตมัสจะบอกได้แต่เพียงว่าสารละลายใดเป็นกรด - เบส หรือเป็นกลางเท่านั้น ไม่สามารถบอกได้ว่าสารชนิดใดมีความเป็นกรด - เบส มากกว่ากัน ถ้าเราต้องการทราบความเป็นกรด - เบส มากหรือน้อยต้องใช้ยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์ซึ่งมีอยู่หลายแบบ ดังนี้
1. ยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์มีทั้งแบบที่เป็นสารละลายและเป็นกระดาษ ที่อยู่ในรูปสารละลายเป็นกลางจะมีสีเขียว ส่วนที่เป็นกระดาษจะมีสีน้ำตาล ใช้เทียบความเป็นกรด - เบส กับแถบสีซึ่งจะบอกได้แต่เพียงว่าสารใดเป็นกรด - เบส มากน้อยกว่ากัน
2. ยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์แบบใช้วัดค่า pH ได้คร่าว ๆ โดยเทียบสี เช่นสีส้มมีค่า pH อยู่ระหว่าง 3-4 เป็นกรด สีเขียวมีค่า pH = 7 เป็นกลาง สีม่วงมี ค่า pH อยู่ระหว่าง 13-14 เป็นเบส
เครื่องวัดค่า pH (pH meter)
pH meter เป็นเครื่องมือที่ใช้วัดค่า pH ของสารละลาย ซึ่งบอกค่าได้ละเอียดกว่าการตรวจสอบด้วยอินดิเคเตอร์
ต่าง ๆ โดยจะแสดงค่าเป็นตัวเลขที่หน้าปัด และยังสามารถแสดงค่า pH ที่เปลี่ยนไปอย่างต่อเนื่องตลอดเวลาที่เกิดปฏิกิริยา