สมดุลเคมี - Saard KMkm.saard.ac.th/files/150331099362662_15120919192542.pdf166...

165เคมี

สมดุลเคมี

1. ลักษณะที่สํ าคัญของสมดุลเคมี คือ1. จะตองเกิดในระบบปด (มวลคงที่ พลังงานไมคงที่)2. ระบบไมหยุดนิ่ง มีการเปลี่ยนแปลงไปขางหนา และยอนกลับตลอดเวลา3. จะตองเปนปฏิกิริยาที่ผันกลับได4. จะตองเปนสมดุลไดนามิก5. ณ ภาวะสมดุล อัตราการเกิดปฏิกิริยาไปขางหนาเทากับอัตราการเกิดปฏิกิริยายอนกลับ หรือเปนการเปลี่ยน-

แปลงที่ผันกลับไดในอัตราที่เทากัน6. ผลของสมดุลแบบไดนามิก คือ ณ ภาวะสมดุลความเขมขนของสารตั้งตนและผลิตภัณฑมีคาคงที่7. ณ ภาวะสมดุล สมบัติของระบบจะคงที่ แตระบบที่มีสมบัติคงที่ไมจํ าเปนตองเขาสูภาวะสมดุลเสมอ8. ภาวะสมดุลจะเกิดขึ้นเองโดยธรรมชาติ อาจเกิดจากสารตั้งตนหรือผลิตภัณฑ หรือทั้งสารตั้งตนและผลิตภัณฑ

ก็สามารถเขาสูภาวะสมดุลได9. ภาวะสมดุลที่สํ าคัญมี 3 ประเภท คือ ภาวะสมดุลระหวางสถานะ ภาวะสมดุลในสารละลายอิ่มตัว และภาวะ

สมดุลในปฏิกิริยาเคมี

166 เคมี

แบบทดสอบ

1. ขอใดเปนความหมายของสมดุลไดนามิก1) การเปลี่ยนแปลงไปขางหนาและยอนกลับยังดํ าเนินตอไป2) ระบบยังมีทั้งสารตั้งตนและสารผลิตภัณฑ3) ความเขมขนของสารตั้งตนและผลิตภัณฑมีคาคงที่4) ความเขมขนของสารตั้งตนและผลิตภัณฑมีคาเทากัน

2. ขอใดถูกตองเกี่ยวกับ "ภาวะสมดุลไดนามิก"1) เปนภาวะที่ปฏิกิริยาสิ้นสุด 2) มีทั้งปฏิกิริยาไปขางหนาและยอนกลับ3) มีอัตราการเกิดปฏิกิริยาเทากันสองทิศทาง 4) เกิดขึ้นในระบบเปด

3. ถาปฏิกิริยาตอไปนี้อยูในภาวะสมดุล

Cu(s) + 2Ag+(aq) Cu2+(aq) + 2Ag(s)ขอสรุปใดถูกตอง1) ความเขมขนของสารตั้งตนและผลิตภัณฑจะเทากัน2) ความเขมขนของสารตั้งตนและผลิตภัณฑจะคงที่3) ความเขมขนของสารตั้งตนจะเทากัน4) ความเขมขนของผลิตภัณฑจะเทากัน

4. ณ อุณหภูมิและความดันหอง ปฏิกิริยาขอใดเปนปฏิกิริยาที่ผันกลับได1) (CH3COO)2Pb(aq) + Na2SO4(aq)

→ PbSO4(s) + 2CH3COONa(aq)2) CH3COOH(aq) + C2H5OH(aq)

→ CH3COOC2H5(aq) + H2O(l)3) CH2 = CH2(g) + Br2(g)

→ CH2BrCH2Br(l)4) CH3OH(l) + 2Na(s)

→ 2CH3ONa(aq) + H2(g)

เฉลย

1. 1) 2. 3) 3. 2) 4. 2)

167เคมี

2. การเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับไดและผันกลับไมได1. ปฏิกิริยาที่ผันกลับได

1) 2Fe3+(aq) + 2I-(aq) 2Fe2+(aq) + I2(aq)2) [Cu(H2O)4]2+(aq) + 4Cl-(aq) ดูดความรอน

คายความรอน [CuCl4]2-(aq) + 4H2O(l)

สีฟา (สีนํ้ าเงิน) สีเหลือง

เพิ่มอุณหภูมิ ปฏิกิริยาจะเปลี่ยนไปขางหนาลดอุณหภูมิ ปฏิกิริยาจะเปลี่ยนยอนกลับ

3) [Co(H2O)4]2+(aq) + 4Cl-(aq) ดูดความรอนคายความรอน [CoCl4]2-(aq) + 4H2O(l)

สีชมพู สีนํ้ าเงิน

เพิ่มอุณหภูมิ ปฏิกิริยาจะเปลี่ยนไปขางหนาลดอุณหภูมิ ปฏิกิริยาจะเปลี่ยนยอนกลับ

2. ปฏิกิริยาที่ไมผันกลับ1) 2Cu2+(aq) + [Fe(CN)6]4-(aq)

→ Cu2[Fe(CN)6](s)คอปเปอรเฮกซะไซยาโนเฟอเรต (II)

2) Mg2+(aq) + Na2HPO4(aq) + NH3(aq) → MgNH4PO4(s) + 2Na+(aq)แมกนีเซียมแอมโมเนียมฟอสเฟต ตะกอนสีขาว

3) ปฏิกิริยาระหวางสารละลาย CuSO4 กับโลหะ Mg เปนปฏิกิริยาที่ไมยอนกลับ เขียนสมการไอออนิกไดดังนี้

Cu2+(aq) + Mg(s) → Cu(s) + Mg2+(aq)

สีฟา สีเทา สีนํ้ าตาลแดง ไมมีสี

3. ปฏิกิริยาผันกลับไดณ ภาวะสมดุล จะมีทั้งสารตั้งตนและผลิตภัณฑซึ่งทดสอบไดดังนี้ปฏิกิริยาที่ออกขอสอบเสมอ คือ

2Fe3+(aq) + 2I-(aq) 2Fe2+(aq) + I2(aq) ทดสอบไดดังนี้

1) Fe3+(aq) + SCN-(aq) → FeSCN2+(aq)

สารละลายสีแดง2) Fe3+(aq) + 2HPO4

2-(aq) → FePO4(s) + H2PO4

-(aq)ตะกอนสีขาว

168 เคมี

3) Fe3+(aq) + 3OH-(aq) → Fe(OH)3(s)

ตะกอนสีนํ้ าตาล4) 2I-(aq) + Pb2+(aq)

→ PbI2(s)ตะกอนสีเหลือง

5) I-(aq) + Ag+(aq) → AgI(s)

ตะกอนสีเหลือง6) Fe2+(aq) + K3[Fe(CN)6](aq)

→ KFe[Fe(CN)6](s) + 3K+(aq) ตะกอนสีนํ้ าเงินเขม

7) I2 + นํ้ าแปง → ตะกอนสีนํ้ าเงินหรือสารละลายสีนํ้ าเงิน ขึ้นอยูกับความเขมขนของนํ้ าแปง

4. เมื่อระบบเขาสูภาวะสมดุล จะเขียนกราฟไดดังนี้4.1 เขียนกราฟระหวางอัตราการเกิดปฏิกิริยากับเวลา

อัตรา (Rate)

เวลา

ภาวะสมดุล(1) = (2)

อัตราการเกิดปฏิกิริยายอนกลับ ...(2)

อัตราการเกิดปฏิกิริยาไปขางหนา ...(1)

tหลังเวลา t ระบบเขาสูภาวะสมดุล

4.2 เขียนกราฟระหวางความเขมขนกับเวลาความเขมขน

เวลา

ณ ภาวะสมดุล [A] และ [B] คงที่

t

[A][B]

แต [A] > [B]0

A B

169เคมี

ความเขมขน

เวลา


t

[B][A]

แต [A] < [B]0

A B


เวลา


tแต [A] = [B]

0

A B


เวลาการเขาสูภาวะสมดุลมีทั้งสารตั้งตนและผลิตภัณฑ

t0

PCl + Cl3 2 PCl5

[PCl ]5

[Cl ]2

[PCl ]3


เวลาt

[A][B] [A] และ [B] จะคงที่ตลอดเวลา

0

[C][D]

เพราะเปนของเหลวและของแข็งตามลําดับ

ภาวะสมดุล

A(l) + B(s) + C(g) D(g)

170 เคมี


1. การเปลี่ยนแปลงตอไปนี้เกิดในภาชนะที่เปดฝา ขอใดเปนการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่สามารถผันกลับได1) H2O(s) + ความรอน

→ H2O(l)2) 2Cu2+(aq) + [Fe(CN)6]4-(aq)

→ Cu2[Fe(CN)6](s)3) [Co(H2O)6]2+(aq) + 4Cl-(aq)

→ [CoCl4]2-(aq) + 6H2O(l)4) CO3

2-(aq) + 2H+(aq) → H2O(l) + CO2(g)

2. ขอใดเปนกราฟที่ถูกตองของปฏิกิริยา P Q

1) ความเขมขน

เวลา

Q

P2) ความเขมขน

เวลา

Q

P


เวลา

Q

P


เวลาQ

P

3. กราฟที่แสดงตอไปนี้สอดคลองกับปฏิกิริยาในขอใดความเขมขน (mol / dm )3

เวลา (นาที)0 5 10 15

0.10

0.20

AC

1) 2A + B C + D 2) 2A + B 2C + D3) A + B C + D 4) A + 2B 2C + D

171เคมี

4. กํ าหนดปฏิกิริยาผันกลับไดใหดังนี้

P + Q ปฏิกิริยาไปขางหนาปฏิกิริยายอนกลับ

R + S

ขอใดเปนกราฟที่ถูกตองของอัตราการเกิดปฏิกิริยาไปขางหนาและยอนกลับเมื่อมีคะตะลิสตเมื่อ ไมมีคะตะลิสต

มีคะตะลิสต

1)

อัตราก

ารเกิด

ปฏิกิริยา

เวลา

2)

อัตราก

ารเกิด


เวลา

3)

อัตราก

ารเกิด


เวลา

4)

อัตราก

ารเกิด


เวลา

เฉลย

1. 3) 2. 2) 3. 1) 4. 3)

5. กฎของแมสแอคชัน (Law of mass action) และกฎของสมดุลเคมี (Law ofchemical equilibrium)กฎของแมสแอคชันกลาววา "อัตราเร็วของปฏิกิริยาเมื่ออุณหภูมิคงที่จะแปรผันตรงกับผลคูณของความเขมขนของสารที่เขาทํ าปฏิกิริยากัน" เชน

2A + B 3C + D

อัตราการเกิดปฏิกิริยาไปขางหนา ∝ [A]2 ⋅ [B](k1 = คาคงที่ของปฏิกิริยาไปขางหนา) = k1[A]2[B] ...(1)

อัตราการเกิดปฏิกิริยายอนกลับ ∝ [C]3 ⋅ [D](k2 = คาคงที่ของปฏิกิริยายอนกลับ) = k2[C]3 ⋅ [D] ...(2)

172 เคมี

ณ ภาวะสมดุล สมการ (1) = (2)k1[A]2 ⋅ [B] = k2[C]3 ⋅ [D]

K = kk12 =

[B][A][D][C]

23

⋅⋅

↑ คาคงที่สมดุล

เรียกวา กฎของสมดุลเคมี จะตองเขียนจากสมการที่ดุลแลว และของแข็ง ของเหลวบริสุทธิ์มีความเขมขนคงที่กํ าหนดใหมี Activity = 1 ระวัง! ไมใชความเขมขน = 1

6. กฎเกี่ยวกับคาคงที่สมดุล (K1) (K จะมีหนวยหรือไมมีหนวยก็ได)

1. ถากลับสมการใดคา K ใหม = 1K เดิม

2. ถาคูณสมการใดดวย n คา K ใหม = nKเดิม

3. ถาหารสมการใดดวย n คา K ใหม = 1

Kเดิมn = เดิมK n

4. ถานํ าสมการยอยมารวมกัน คา K ของสมการรวม = ผลคูณของ K ของสมการยอย


1. สมการใดมีคาคงที่สมดุลเทากับ ][H12

1) H2(g) + S(s) H2S(g) 2) H2(g) + S(l) H2S(g)3) H2(g) + S(g) H2S(g) 4) H2(g) + S(s) H2S(s)

2. กํ าหนดคาคงที่สมดุลของปฏิกิริยาที่ 25°C ใหดังนี้

2N2O(g) 2N2(g) + O2(g) ...K1 = a2N2O4(g) 4NO2(g) ...K2 = bN2(g) + 2O2(g) 2NO2(g) ...K3 = c2N2O(g) + 3O2(g) 2N2O4(g) ...K4 = ...

K4 มีคาเทาใดในเทอมของ a, b และ c1) a + c - b 2) a + 2c - b 3) acb 4) acb

2

173เคมี

3. กํ าหนดใหดังนี้x + 3y 2z ...K1 = a2y x + z ...K2 = b

ถาตองการใหมีคา K3 = ab2 แลว ขอใดตอไปนี้ที่เปนสมการเคมีที่ถูกตอง

1) 2x + y z 2) 3x y 3) 7y x + 4z 4) 5y 3z

เฉลย

1. 4) 2. 4) 3. 2)

7. หลักของเลอชาเตอลิเอกลาววา เมื่อระบบอยูในภาวะสมดุล ถามีการเปลี่ยนแปลงใดๆ มารบกวนภาวะสมดุลของระบบ ทํ าใหภาวะสมดุล

ของระบบเปลี่ยนไป ระบบจะปรับตัวใหเขาสูภาวะสมดุลใหมอีกครั้ง ในการปรับตัวนี้จะปรับตัวในทิศทางที่ทํ าใหอิทธิพลที่รบกวนลดลงเหลือนอยที่สุด

ปจจัยที่มีผลตอภาวะสมดุลของระบบ คือ ความเขมขน อุณหภูมิ และความดัน สวนคะตะไลตไมมีผลตอภาวะสมดุลของระบบ แตทํ าใหระบบเขาสูภาวะสมดุลเร็วขึ้น เพราะคะตะไลตจะไปเรงทั้งปฏิกิริยาไปขางหนาและยอนกลับ

7.1 ถาเพิ่มความเขมขนของสารเขาไปในระบบที่ภาวะสมดุลระบบจะปรับตัวใหเขาสูภาวะสมดุลใหม โดยลดความเขมขนของสารนั้น แต ณ ภาวะสมดลุใหม ความเขมขน

ของสารที่ถูกเพิ่มขึ้นจะเพิ่มขึ้นกวาสมดุลเดิมเล็กนอย เชน

H (g) + I (g) 2HI(g)2 2

[H ]2เพิ่ม

เพิ่มลดลด

แต ณ ภาวะสมดุลใหม [H ]2 จะเพิ่มขึ้นกวาสมดุลเดิมเล็กนอย

174 เคมี

7.2 ถาลดความเขมขนของสารในระบบที่ภาวะสมดุลระบบจะปรับใหเขาสูภาวะสมดุลใหม โดยการเพิ่มความเขมขนของสารนั้น แต ณ ภาวะสมดุลใหม ความ

เขมขนของสารที่ถูกลดลงจะตองลดลงกวาสมดุลเดิมเล็กนอย เชน

H (g) + I (g) 2HI(g)2 2

เพิ่ม เพิ่ม ลด

แต ณ ภาวะสมดุลใหม [H ]2 จะลดลงกวาสมดุลเดิมเล็กนอย

[H ]2ดึง ออกจากระบบที่ภาวะสมดุล

สรุป สมดุลในสารละลายอิ่มตัว การเติมของแข็งลงไปอีก จะไมมีผลตอภาวะสมดุลของระบบกราฟแสดงการเพิ่ม [H2] เขาไปในระบบ H2(g) + I2(g) 2HI(g) ที่ภาวะสมดุลจะปรับตัวตามหลักของเลอชาเตอลิเอ ดังนี้

สมดุลเดิม สมดุลใหม

ความเ

ขมขน

678

ปรับตามหลักของเลอชาเตอลิเอ

เวลา

[H ]2

[I ]2

[H ]2

[I ]2

[HI] [HI]

7.3 ถาเพิ่มอุณหภูมิเขาไปในระบบที่ภาวะสมดุลระบบจะปรับตัวเพื่อใหเขาสูภาวะสมดุลใหม โดยการลดอุณหภูมิ โดยอาศัยปฏิกิริยาดูดความรอน ถาลด

อุณหภูมิของระบบที่ภาวะสมดุล ระบบจะปรับตัวเพื่อใหเขาสูภาวะสมดุลใหม โดยการเพิ่มอุณหภูมิ โดยอาศัยปฏิกิริยาคายความรอน เชน

A + B C + Dคายความรอนดูดความรอน

ลด T

เพิ่ม T

175เคมี

ถาปฏิกิริยาไปขางหนาเปนปฏิกิริยาคายความรอน (ปฏิกิริยายอนกลับดูดความรอน)

เพิ่มอุณหภูมิ (T)ลดอุณหภูมิ (T)

ผลิตภัณฑลดผลิตภัณฑเพิ่ม

K ลดK เพิ่ม

KK 1T ∝

T

พลังงาน

การดําเนินไปของปฏิกิริยา

A + B

C + D

ถาปฏิกิริยาไปขางหนาเปนปฏิกิริยาดูดความรอน (ปฏิกิริยายอนกลับคายความรอน)

เพิ่มอุณหภูมิ (T)ลดอุณหภูมิ (T)

ผลิตภัณฑเพิ่มผลิตภัณฑลด

KK T ∝

T

พลังงาน

การดําเนินไปของปฏิกิริยา

P + QR + S

K ลด

K เพิ่ม

สรุป ถาปฏิกิริยาใด ∆H = 0 อุณหภูมิไมมีผลตอภาวะสมดุลของระบบ

7.4 ความดันคิดเฉพาะจํ านวนโมลของกาซถาจํ านวนโมลของกาซทั้งหมดทางซายของสมการ = จํ านวนโมลของกาซทั้งหมดทางขวาของสมการ

ความดัน (P) ไมมีผลตอภาวะสมดุลของระบบ แตมีผลตออัตราการเกิดปฏิกิริยา เชน

H (g) + I (g) 2HI(g)2 2

(g)4H + (s)OFe O(g)4H + 3Fe(s) 2432

2 mol 2 mol

4 molx 4 molx

176 เคมี

ถาจํ านวนโมลของกาซทั้งหมดทางซายของสมการ ≠ จํ านวนโมลของกาซทั้งหมดทางขวาของสมการความดันจะมีผลตอภาวะสมดุลของระบบ โดยระบบจะปรับใหเขาสูภาวะสมดุลใหม ตามหลักของเลอชาเตอลิเอ ดังนี้

(ก) เพิ่ม P : โมลมาก → โมลนอย(ข) ลด P : โมลมาก ← โมลนอย เชน

(aq)COH (g)CO + O(l)H 32221 molx 0 mol

เพิ่ม P :ลด P :

(g)PCl (g)Cl+(g)PCl 523

2 mol

เพิ่ม P :

ลด P :

1 mol

7.5 ประโยชนของหลักเลอชาเตอลิเอ คือ ใชในอุตสาหกรรม เชน อุตสาหกรรมการผลิตแอมโมเนีย

คายความรอนดูดความรอน

ลด T

เพิ่ม P

N (g) + 3H (g) 2NH (g) + 92 kJ2 2 3

2 mol1 + 3 = 4 mol

ดังนั้นการผลิตกาซแอมโมเนียในอุตสาหกรรม จะใชวธิกีารลดอณุหภมู ิเพิม่ความดนั ปกติใชอุณหภูมิ 500°Cความดัน 350 บรรยากาศ โดยมี Fe เปนตัวเรงปฏิกิริยา เรียกวา กระบวนการฮาเบอร (Haber's process)

177เคมี


1. NH3(g) + O2(g) NO2(g) + H2O(g) + พลังงาน

ถานํ าแกส NH3 และแกส O2 มาทํ าปฏิกิริยากันแลวปลอยใหระบบเขาสูภาวะสมดุล ขอใดถูก1) เมื่อเพิ่มความดันจะไมมีผลตอภาวะสมดุลของระบบ2) ถานํ าภาชนะที่ทํ าปฏิกิริยานี้ไปแชในนํ้ าแข็ง ระบบจะปรับตัวทํ าใหปริมาณ NH3 และ O2 เพิ่มขึ้น3) การเพิ่มจํ านวนโมเลกุลของ NH3 ระบบจะปรับตัว ทํ าใหมีจํ านวนโมเลกุลของ NO2 และ H2O มากข้ึน4) เมื่อเพิ่มอุณหภูมิจะไมทํ าใหคาคงที่สมดุลของระบบเปลี่ยนแปลง

2. กํ าหนดสมการใหดังนี้I. C12H22O11(s) C12H22O11(aq) ∆H = +x kJII. C2H4(g) + H2(g) C2H6(g) ∆H = -y kJ

เมื่อ (ก) เพิ่มจํ านวนโมลของสารตั้งตนและ (ข) เพิ่มอุณหภูมิ จะมีผลรบกวนระบบใดบาง

(ก) (ข)1)2)3)4)

II และ II

IIII

III และ III และ II

II

3. พิจารณากราฟระหวางคาคงที่สมดุลกับอุณหภูมิตอไปนี้คาคงที่สมดุล

อุณหภูมิ

A

B

ขอสรุปใดถูกตอง1) กราฟ A ไดจากปฏิกิริยาคายความรอน และกราฟ B ไดจากปฏิกิริยาดูดความรอน2) เมื่อเพิ่มอุณหภูมิใหกับกราฟ A จะไดผลิตภัณฑมากข้ึน3) เมื่อเพิ่มอุณหภูมิใหกับกราฟ B จะไดผลิตภัณฑมากข้ึน4) ถาเพิ่มอุณหภูมิใหกับกราฟ A และลดอุณหภูมิใหกับกราฟ B จะไดผลิตภัณฑเพิ่มขึ้น

178 เคมี

4. กํ าหนดสมการอยูที่ภาวะสมดุลใหดังนี้

Br2(aq) + 2OH-(aq) Br-(aq) + BrO-(aq) + H2O(l)

ขอใดจะทํ าใหสารละลายเปลี่ยนเปนไมมีสีก. เติม 0.5 M HCl 2-3 หยดข. เติม 0.5 M AgNO3 2-3 หยดค. เติม 0.5 M NaOH 2-3 หยด

1) ข. เทานั้น 2) ก. และ ข. เทานั้น 3) ข. และ ค. เทานั้น 4) ก., ข. และ ค.5. ระบบตอไปนี้อยูในภาวะสมดุล

Fe3+(aq) + CNS-(aq) [Fe(CNS)]2+(aq)

ขอใดตอไปนี้ไมทํ าใหภาวะสมดุลของระบบเปลี่ยนไปทางขวาก. เติมดางข. เพิ่มความดันค. เติม KCNS

1) ก. และ ข. เทานั้น 2) ก. และ ค. เทานั้น 3) ข. และ ค. เทานั้น 4) ก., ข. และ ค.

เฉลย

1. 3) 2. 3) 3. 4) 4. 3) 5. 1)

8. หลักการคํ านวณสมดุลเคมี1. เขียนสมการใหถูกตองและทํ าสมการใหดุล2. เขียนคาคงที่สมดุล จากสมการที่ดุลแลว ของแข็ง ของเหลวบริสุทธิ์ กํ าหนดใหมี Activity = 1 (ความเขมขน

คงที่)3. หาความเขมขนของแตละสารที่ภาวะสมดุล โดยยึดหลัก

ก. ถาโจทยบอกความเขมขนมาใหไมครบทุกสาร ใหตั้ง 3 ขอ1. จํ านวนโมลตอลิตรเริ่มตน (โจทย)2. จํ านวนโมลตอลิตรที่เปลี่ยน (สมการ) → เกิด (+), หายไป (-)3. จํ านวนโมลตอลิตรที่ภาวะสมดุล → (1) + (2)

ข. ถาโจทยบอกความเขมขนมาใหครบทุกสาร ใหตั้ง 4 ขอ1. สมดุลเดิม (โจทย)2. เติม (+) หรือดึงออก (-) (โจทย)3. หลักของเลอชาเตอลิเอ (สมการ) → เกิด (+), หายไป (-)4. สมดุลใหม → (1) + (2) + (3) แลวจับสมดุลใหม = สมดุลเดิม

179เคมี

4. หาสิ่งที่โจทยตองการ โดยใชวิธี1. ถอดกรณสอง คิดคาบวก2. แยกองคประกอบ คิดคาที่เปนไปได3. ทํ าสมการอยูในรูป ax2 + bx + c = 0

∴ x = 2a4ac b b

2-- ± (คิดคาเปนไปได)


1. ณ อุณหภูมิหนึ่งปฏิกิริยา 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) มีคาคงที่สมดุลเทากับ 100 ถาความเขมขนของSO2 และ SO3 ที่ภาวะสมดุลนี้มีคาเทากัน ความเขมขนของ O2 ที่ภาวะสมดุลมีคากี่โมลตอลูกบาศกเดซิเมตร1) 0.001 2) 0.005 3) 0.01 4) 0.02

2. เมื่อปลอยให 0.5 โมลของ A สลายตัวอยูในสมดุลกับ B ในภาชนะขนาด 1.0 ลิตร ที่ 25°C ดังสมการ

A(g) 2B(g) มีคา K = 8จงหารอยละการสลายตัวของสาร A1) 32.8 2) 42.8 3) 52.8 4) 82.8

3. เมื่อปฏิกิริยาเขาสูภาวะสมดุล 2A(g) + B(g) C(g) ถาปริมาณเริ่มตนของ A = 1.20 โมล, B = 0.80โมล และพบวาที่ภาวะสมดุลมี A เหลืออยู 0.90 โมล ปฏิกิริยานี้จะมีคาคงที่สมดุลเทากับเทาใด1) 0.15

(0.30) (0.65)2 2) 0.15(0.90) (0.65)2 3) 0.15(0.90)(0.65) 4) 0.15

(0.90) (0.15)2

4. กํ าหนดปฏิกิริยา ณ อุณหภูมิหนึ่งใหดังนี้

C2H2(g) + H2(g) C2H4(g) K = 4

เมื่อปฏิกิริยาถึงภาวะสมดุลมีความเขมขนของ C2H2, H2 และ C2H4 เทากับ 1.0, 1.0 และ 4.0 โมลตอลิตรตามลํ าดับ ถาเอา C2H4 ออก 2.0 โมลตอลิตร จงคํ านวณหาความเขมขนของสารตางๆ ณ สมดุลใหม

5. ปฏิกิริยา CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) ที่ 800°C มีคา KP = 1.16 ถาสลาย CaCO3 20 กรัมในภาชนะขนาด 10 ลิตร ที่ 800°C เมื่อระบบเขาสูภาวะสมดุล จะมี CaCO3 ที่ไมสลายรอยละเทาใด(มวลอะตอมของ Ca = 40, C = 12, O = 16)

180 เคมี

6. สมการแสดงการละลายของเกลือไอรออน (III) เปนดังนี้

Fe2X3(s) 2Fe3+(aq) + 3X2-(aq)

ถาคาคงที่ของการละลายของเกลือไอรออน (III) เปน K จงหาความเขมขนของ Fe3+(aq)

1) ( ) 21

K32 2) ( )5

1K27

8 3) ( )31

K32 4) ( )3

1K27

8

เฉลย

1. 3) 2. 4) 3. 2) 4. [C2H2] = [H2] = 0.75 M, [C2H4] = 2.25 M 5. 35% 6. 2)

กรด-เบส 1

1. สารละลายที่นํ าไฟฟาไดเรียกวา สารละลายอิเล็กโทรไลต และเรียกสารที่แตกตัวเปนไอออนในสารละลายวา สารอิเล็กโทรไลต สวนสาร

ละลายที่ไมนํ าไฟฟา เรียกวา สารละลายไมใชอิเล็กโทรไลต เชน นํ้ าบริสุทธิ์ นํ้ าเชื่อม แอลกอฮอล เปนตน

2. ทฤษฎีกรด-เบส ของอารเรเนียสกรด คือ สารที่ละลายนํ้ าแลวแตกตัวใหไฮโดรเจนไอออน (H+)เบส คือ สารที่ละลายนํ้ าแลวแตกตัวใหไฮดรอกไซดไอออน (OH-)

3. ทฤษฎีกรด-เบส ของเบรินสเตด-ลาวรีกรด คือ สารที่ใหโปรตอนแกสารอื่นเบส คือ สารที่รับโปรตอนจากสารอื่น

กรด1 H+

เบส1 ...(1)

เบส2 H+

กรด2 ...(2)

กรด + เบส1 2 กรด + เบส2 1คูกรด-เบส

คูกรด-เบส

181เคมี


1. สาร A, B, C และ D มีสมบัติดังนี้

สาร การเปลี่ยนสีกระดาษลิตมัส การนํ าไฟฟา ความสวางของหลอดไฟ ปฏิกิริยากับลวด MgABCD

นํ้ าเงิน → แดงไมเปลี่ยนสี

แดง → นํ้ าเงินนํ้ าเงิน → แดง

นํ านํ านํ านํ า

สวางมากสวางปานกลางสวางนอยสวางนอย

เกิดแกสไมมีสีไมเกิดแกสไมเกิดแกสเกิดแกสไมมีสี

สาร A, B, C และ D นาจะเปนสารใด

A B C D1)2)3)4)

กรดออนกรดออนกรดแกกรดแก

เกลือเกลือเกลือเกลือ

เบสแกเบสแกเบสออนเบสออน

กรดแกกรดออนกรดออนกรดแก

2. กรดซัลฟวริกทํ าปฏิกิริยากับกรดไพโรซัลฟวริก ดังสมการ

H2SO4(aq) + H2S2O7(aq) H3S +4O (aq) + HS2

-7O (aq)

โมเลกุลและไอออนคูใดในปฏิกิริยาที่ทํ าหนาที่เปนกรด1) H2SO4 และ H3SO4

+ 2) H2SO4 และ H2S2O73) H2S2O7 และ HS2O7

- 4) H2S2O7 และ H3SO4+

3. กํ าหนดสมการใหดังนี้ก. HF(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + F-(aq)ข. CN-(aq) + H2O(l) HCN(aq) + OH-(aq)ค. HSO4

- (aq) + H2O(l) H3O+(aq) + SO42-(aq)

ง. HBr(g) + NH3(g) NH4Br(s)ขอใดสารตั้งตนเปนกรดหรือเบสตามทฤษฎีกรด-เบส ของอารเรเนียสและเบรินสเตด-ลาวรี1) ก. และ ข. 2) ข. และ ค. 3) ค. และ ง. 4) ก. และ ค.

182 เคมี

4. จงบอกคูเบสของกรดตอไปนี้ก. H2O ข. HSO3

- ค. H2PO4- ง. NH4

+

ก ข ค ง1)2)3)4)

H3O+

OH-

OH-

H3O+

H2SO3SO3

2-

H2SO3SO3

2-

H3PO4HPO4

2-

PO43-

H3PO4

NH3NH3NH3NH3

5. จงบอกคูกรดของเบสตอไปนี้ก. HPO4

2- ข. H2O ค. CO32- ง. OH-

ก ข ค ง1)2)3)4)

PO43-

H3PO4H2PO4

-

PO43-

OH-H3O+

H3O+

OH-

HCO3-

H2CO3HCO3

-

H2CO3

H2OO2-

H2OO2-

เฉลย

1. 3) 2. 4) 3. 4) 4. 2) 5. 3)

4. กรดแกและเบสแกแตกตัว 100% เชนHNO3 + H2O

→ H3O+ + NO3-

∴ [H3O+] = [HNO3]

H2SO4 + 2H2O → 2H3O+ + SO4

2-

∴ [H3O+] = 2[H2SO4]

NaOH H O2 → Na+(aq) + OH-(aq)

∴ [OH-] = [NaOH]

Ba(OH)2 H O2 → Ba2+(aq) + 2OH-(aq)

∴ [OH-] = 2[Ba(OH)2]

183เคมี

5. กรดออนและเบสออนแตกตัวไม 100% เชนH2A(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + HA-(aq) ...Ka1HA-(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + A2-(aq) ...Ka2

Ka1 > Ka2[H3O+] > [HA-] > [A2-]

NH3(aq) + H2O(l) NH4+ (aq) + OH-(aq)

∴ Kb = ][NH]][OH[NH

3

+4

-

6. สูตรการคํ านวณหา pH และ pOH1. pH = -log [H3O+] = log [H3O+]-1 = log 1

[H O ]3 +

2. pOH = -log [OH-] = log [OH-]-1 = log 1[OH ]-

3. pH + pOH = 144. Kw = [H3O+][OH-] = 1.0 × 10-14 at 25°C5. [H3O+] = 10-pH ... เปด antilog6. [OH-] = 10-pOH ... เปด antilog7. Ka × Kb = Kw ... เมื่อเปนคูกรด-เบสกัน8. กรดออนมอนอโปรติก [H3O+] = K (C x)a i -

รอยละการแตกตัว = [H O ]C3

+i

ความเขมขนเริ่มตน

× 100

9. เบสออนมอนอเบสิก [OH-] = K (C x)b i -

รอยละการแตกตัว = [OH ]Ci-

× 100

10. pH ∝ Kb ∝ 1Ka (เมื่อความเขมขนเทากัน)

11. HIn + H2O H3O+ + In-

↑ ↑อินดิเคเตอรรูปกรด อินดิเคเตอรรูปเบส

184 เคมี

pH = pK I + log [In ][HIn]- ...(1)

↑pKI = -log KI

อินดิเคเตอรจะเปลี่ยนสีเมื่อ [In ][HIn]-

= 101หรือ 110 จะได pH = pKI ± 1 ...(2)

ถาโจทยบอกอินดิเคเตอรมาใหหลายตัว แลวใหหา pH ของสารละลายใหยึดหลัก pH ของสารละลายเปนดังนี้เสมอ

pH มากกวาของคามาก = x pH นอยกวาของคานอย = y

ดังนั้น pH ของสารละลายจะอยูในชวง x ถึง y หรือคาเฉลี่ย = x + y2


1. HA เปนกรดออนมีคาคงที่สมดุลการแตกตัวเทากับ 1 × 10-4 สารละลาย HA 1.0 mol ⋅ dm-3 จะแตกตัวไดรอยละเทาใด1) 1 2) 2 3) 4 4) 10

2. สารละลายกรด HA ความเขมขน 1 × 10-3 mol ⋅ dm-3 ปริมาตร 10 cm3 รอยละการแตกตัวของกรดเทากับ10 สารละลายนี้มี pH เทาใด และมีคา Ka โดยประมาณเทาใด

pH Ka (ประมาณ)1)2)3)4)

3456

1.0 × 10-31.0 × 10-51.0 × 10-41.0 × 10-5

3. เมื่อนํ าสารละลาย HCl เขมขน 0.1 mol ⋅ dm-3 ปริมาตร 45 cm3 มาผสมกับสารละลาย NaOH เขมขน1.0 mol ⋅ dm-3 ปริมาตร x cm3 จะไดสารละลายที่มี pH = 12 จงคํ านวณหาคา x1) 5 2) 10 3) 15 4) 20

4. จะตองเติมสารละลาย NaOH เขมขน 0.1 mol ⋅ dm-3 กี่ cm3 ลงในสารละลาย HNO3 เขมขน 0.1 mol ⋅ dm-3จํ านวน 25 cm3 เพื่อใหสารละลายมี pH = 3 พอดี1) 24.00 cm3 2) 24.25 cm3 3) 24.50 cm3 4) 24.75 cm3

185เคมี

5. จะตองใชสารละลาย NaOH ที่มี pH = 12 จํ านวนกี่ cm3 ใสลงในสารละลาย NaOH pH = 10 จํ านวน100 cm3 จึงจะทํ าใหสารละลายที่ไดใหมมี pH = 11 พอดี1) 10 cm3 2) 20 cm3 3) 30 cm3 4) 40 cm3

6. จากขอมูลอินดิเคเตอรและชวง pH ของการเปลี่ยนสี ดังตาราง

อินดิเคเตอร ชวง pH สีที่เปลี่ยนกขคง

3.2-4.44.2-6.36.0-7.66.8-8.4

แดง-เหลืองแดง-เหลืองเหลือง-นํ้ าเงินเหลือง-แดง

สารละลาย x เมื่อหยดอินดิเคเตอรใหสีดังนี้

หลอดที่ อินดิเคเตอร สีของสารละลาย1234

กขคง

เหลืองเหลืองนํ้ าเงินสม

สารละลาย x มี pH ประมาณเทาใด1) 6 2) 7 3) 8 4) 9

7. ถาผสมสารละลาย NH3 เขมขน 0.10 mol ⋅ dm-3 ปรมิาตร 25 cm3 กบัสารละลาย HCl เขมขน 0.15 mol ⋅ dm-3ปริมาตร 100 cm3 คา pH ของสารละลายเปนเทาใด1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

เฉลย

1. 1) 2. 2) 3. 1) 4. 3) 5. 1) 6. 3) 7. 1)

186 เคมี

กรด-เบส 2

1. ปฏิกิริยาสะเทินหมายถึง ปฏิกิริยาที่เกิดจากกรดทํ าปฏิกิริยากับเบสไดเกลือกับนํ้ า ซึ่งเปนปฏิกิริยาคายความรอน เชน

H2SO4(aq) + Ba(OH)2(aq) → BaSO4(s) + 2H2O(l)

ตะกอนสีขาวCH3COOH(aq) + NaOH(aq)

→ CH3COONa(aq) + H2O(l)หรือ H3O+(aq) + OH-(aq) 2 H2O(l)

2. เขียนกราฟการนํ าไฟฟาของสารละลายกับจํ านวนโมลของกรดและเบสที่ผสมกัน เมื่อหยดสารละลาย H2SO4 ลงในสารละลาย Ba(OH)2 จะไดกราฟดังนี้

ดับ

การนําไ

ฟฟา

ปริมาตรกรด + เบสจุดสะเทิน คือ จุดที่กรดทําปฏิกิริยาพอดีกับเบส

1

2หลอดไฟเริ่มสวางอีก เพราะมี H SO2 4 มากเกินพอ

หลอดไฟสวาง เพราะ Ba(OH) เปนเบสแก2หลอดไฟหรี่ลง เพราะเติม H SO2 4 ลงไป ปริมาณไอออนลดลง

เพราะเกิดตะกอนBaSO4

3. ปฏิกิริยาระหวางกรดกับเบสและปฏิกิริยาของกรดหรือเบสกับสารบางชนิด ในการทดลองที่ตองรู

H SO (aq) + 2KOH(aq) K SO (aq) + 2H O( )2 4

2 4 2 → l

K SO (s)2 4

CaCO (s) + 2HCl(aq) CaCl (aq) + H O(l) + CO (g)3

2 2 2 →

CaCl (s)2

FeCl (aq) + 3NaOH(aq) Fe(OH) (s) + 3NaCl(aq)3

3 →

NaCl(s)

ระเหยแหง



187เคมี

4. ขอสรุปเกี่ยวกับไฮโดรลิซิสเกลือเกลือที่เกิดจาก ไอออนที่เกิดไฮโดรลิซิส สมบัติของสารละลาย pHกรดแก + เบสแกกรดออน + เบสแกกรดแก + เบสออนกรดออน + เบสออน

ไมมีไอออนลบไอออนบวก

ไอออนลบ และไอออนบวก

เปนกลางเปนเบสเปนกรด

Ka = Kb เปนกลางKa > Kb เปนกรดKa < Kb เปนเบส

7มากกวา 7นอยกวา 7

7นอยกวา 7มากกวา 7

5. ปฏิกิริยาไฮโดรลิซิส (Hydrolysis) เกลือ จะตองเปนดังนี้5.1 ไอออนบวกเกิดไฮโดรลิซิส

ไอออนบวก + นํ้ า เบสออน + H O3 +

↑ สารละลายเปนกรด

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

ภาวะสมดุล Ci - x - x x mol ⋅ dm-3

∴ Kh = [NH ][H O ][NH ]3 3 +

4+ = [H O ]

C x3 + 2i - ...(1)

[NH ][NH ][OH ]

34+ - ⋅ [H3O+][OH-] = K

Kwb ...(2)

(1) = (2) จะได = K (C x)Kw i

b -[H O ]3

+

หา pH = log [H O ]3+-

...สูตร

5.2 ไอออนลบเกิดไฮโดรลิซิสไอออนลบ + นํ้ า กรดออน + OH-

↑ สารละลายเปนเบส

CN-(aq) + H2O(l) HCN(aq) + OH-(aq)ภาวะสมดุล Ci - x x x mol ⋅ dm-3

188 เคมี

Kh = [HCN][OH ][CN ]

-- = xC

][OH i

2--

...(1)

[HCN][CN ][H O ]3 +- ⋅ [H3O+][OH-] = K

Kwa ...(2)

[OH ] = K (C x)K

w ia

- -

หา pOH = log [OH ] pH = 14 pOH

--

-

∴

(1) = (2) จะได ...สูตร

5.3 ถาไอออนบวกและไอออนลบเกิดไฮโดรลิซิส จะได

[H3O+] = K KKw a

b × ...สูตร

∴ pH = -log [H3O+]

เชน ไฮโดรลิซิส NH4Cl สารละลายจะเปนกรด และปฏิกิริยาไฮโดรลิซิสเปนดังนี้

NH4+ Cl-

OHNH OH4

-123 H

HCl+123

เบสออน กรดแก

ปฏิกิริยาไฮโดรลิซิส คือ

สารละลายจึงเปนกรด

NH + H O NH + H O4+

2 3 3+


1. กํ าหนดเกลือใหดังนี้ก. KHSO4 ข. K2Sค. Al2(SO4)3 ง. K2CO3จ. NaI ฉ. Na3PO4

เมื่อนํ าเกลือเหลานี้มาละลายนํ้ า สารละลายที่ไดอัตราสวน กรด : เบส : กลาง เปนตามขอใด1) 2 : 2 : 2 2) 1 : 3 : 2 3) 2 : 3 : 1 4) 3 : 1 : 2

2. กํ าหนดเกลือใหดังนี้ก. NH4Cl ข. KCN ค. CH3COOLi ง. NaClO4จ. (NH4)3PO4 ฉ. Na2CO3 ช. KNO3

อัตราสวนไอออนที่เกิดไฮโดรลิซิสตอไมเกิดไฮโดรลิซิส เปนไปตามขอใด1) 6 : 7 2) 3 : 4 3) 4 : 3 4) 2 : 1

189เคมี

3. ขอใดถูกตอง

เกลือเชิงซอน เกลือสองเชิง เกลือปกติ1)2)3)4)

Na2CO3 ⋅ 10H2OK2SO4 ⋅ Al2(SO4)3 ⋅ 24H2O

NaH2PO4K3[Fe(CN)6]

K3[Fe(CN)6]Na2CO3 ⋅ 10 H2O

K2SO4 ⋅ Al2(SO4)3 ⋅ 24H2OK2SO4 ⋅ Al2(SO4)3 ⋅ 24H2O

KCl ⋅ MgCl2 ⋅ 6H2ONaH2PO4NaHCO3Na3PO4

4. ปฏิกิริยาขอใดไมใชปฏิกิริยากรด-เบส1) CHCH3 COO-

+3NH

+ H O2 CH3

→ H O3 +COO-CH +NH2

2) CHCH3 COO-+

3NH+ H O2 CH3

→ OH-COOHCH +

+3NH

3) 2CH3COOH + 2Na → 2CH3COONa + H2

4) CH3COOH + NH3

→ CH3COONH45. เมื่อผสมสาร 2 ชนิดเขาดวยกันในขวดใบที่ 1 แลวผานแกสที่เกิดขึ้นลงในสารละลาย Ca(OH)2 ซึ่งอยูในขวดใบที่

2 จะทํ าใหสารละลายขุน เมื่อนํ าสารละลายผสมในขวดใบที่ 1 ไประเหยจนแหงจะไดของแข็งสีขาว สารผสมในขอใดเปนไปได

ก. HNO3(aq) + CuCO3(s)ข. CH3COOH(aq) + NaHCO3(aq)ค. HCl(aq) + Na2CO3(aq)

ง. NH2 H O(l)2CO

NH (aq)2 +มียูรีเอสอยูดวย

1) ก. และ ข. เทานั้น 2) ข. และ ค. เทานั้น 3) ก., ข. และ ค. เทานั้น 4) ก., ข., ค. และ ง.6. นํ าสารละลายของเกลือโซเดียม 3 ชนิด คือ NaX, NaY และ NaZ ซึ่งมีความเขมขน 0.20 mol ⋅ dm-3 เทากัน

มาหาคา pH พบวามี pH เทากับ 7, 8 และ 9 ตามลํ าดับ ความเปนกรดของ HX, HY และ HZ จะเปนอยางไร1) HX > HY > HZ 2) HY > HZ > HX 3) HZ > HX > HY 4) HZ > HY > HX

7. ถานํ าแอมโมเนียมคลอไรดซึ่งเปนของแข็งสีขาวมาละลายนํ้ า สารละลายที่ไดมีสมบัติเปนกรดหรอืเบส เพราะเหตใุด1) เปนเบส เพราะแอมโมเนียมคลอไรดแตกตัวใหแอมโมเนียมไอออน2) เปนเบส เพราะแอมโมเนียมไอออนทํ าปฏิกิริยากับนํ้ าใหแอมโมเนียซึ่งเปนเบส3) เปนกรด เพราะแอมโมเนียมซึ่งเปนเบส เมื่อเกิดขึ้นแลวจะระเหยไปบางสวน4) เปนกรด เพราะแอมโมเนียมไอออนใหโปรตอนแกนํ้ า

190 เคมี

8. สารละลายโซเดียมแอซิเตดเขมขน 0.10 โมลตอลิตร จํ านวน 100 cm3 จะมี pH เทาใด เมื่อ Ka ของกรดแอซิติกเทากับ 1.0 × 10-51) 5 2) 6 3) 9 4) 11

9. สารละลายแอมโมเนียมคลอไรดเขมขน 0.10 โมลตอลิตร จะมีคา pOH เทาใด เมื่อ Kb ของแอมโมเนียเทากับ1.0 × 10-51) 4 2) 5 3) 8 4) 9

10. กราฟใดแสดงการเปลี่ยนแปลงการนํ าไฟฟา เมื่อเติมกรดไฮโดรคลอริกเขมขน 0.10 โมลตอลิตร ลงไปในสารละลายแอมโมเนียเขมขน 0.10 โมลตอลิตร

1)การนําไฟฟา

ปริมาตร 0.1 M HCl ที่เติม







เฉลย

1. 3) 2. 2) 3. 4) 4. 3) 5. 2) 6. 1) 7. 4) 8. 3) 9. 4) 10. 3)

191เคมี

6. การไทเทรตกรด-เบสเปนกระบวนการที่สํ าคัญที่สุดอยางหนึ่งในการวิเคราะหทางเคมี วัตถุประสงคก็เพื่อจะหาปริมาณกรดและเบสที่ทํ า

ปฏิกิริยากันพอดี และนํ าไปใชในการคํ านวณหาความเขมขนของกรดหรือเบสจุดที่กรดและเบสทํ าปฏิกิริยากันพอดี เรียกวา จุดสะเทินหรือจุดสมมูล แตจุดที่เปลี่ยนสีของอินดิเคเตอรในการ

ไทเทรต เรียกวา จุดยุติ

รูปแสดงการไทเทรตเปนดังนี้

��

��

��

��

ปริมาตรเริ่มตน (V )iสารละลายมาตรฐาน

สารละลายที่ไมทราบความเขมขนอินดิเคเตอร

บิวเรต

ErlenmeyerFlask

ปริมาตรสุดทาย (V )f

ปรมิาตรของสารละลายทีใ่ช = V Vf i -

การคํ านวณเกี่ยวกับการไทเทรตกรด-เบส1. เขียนสมการใหถูกตองและทํ าสมการใหดุล

a Acid + b Base → c Salt + d H2O

2. จับโมลกรดและเบสเขาอัตราสวนกัน จะได

mol Acida = mol Baseb

b mol Acid = a mol Base

สูตร b CAVA = a CBVB

3. การเลือกอินดิเคเตอรในการไทเทรตจะตองเลือกอินดิเคเตอรในชวง pH ใกลเคียงกับ pH ของเกลือที่เกิดขึ้น

192 เคมี

4. กราฟในการไทเทรตที่จะตองรูมีดังนี้1) การไทเทรตกรดแกกับเบสแก ชวงการเปลี่ยน pH กวางมาก จะเลือกอินดิเคเตอรใดๆ ก็ไดในการไทเทรต

แตจุดสะเทินอยูที่ pH = 7 (เหมาะสมที่สุด)

7

pH

เติมเบสลงในกรด

จุดสะเทิน

7

pH

เติมกรดลงในเบส


2) การไทเทรตกรดแกกับเบสออน ชวงการเปลี่ยน pH แคบ จุดสะเทินมี pH นอยกวา 7 จะตองเลือกอินดิเคเตอรที่มีชวง pH นอยกวา 7

7

pH



7

pH



3) การไทเทรตกรดออนกับเบสแก ชวงการเปลี่ยน pH แคบ จุดสะเทินมี pH มากกวา 7 จะตองเลือกอินดิเคเตอรที่มีชวง pH มากกวา 7

7

pH



7

pH



193เคมี


1. สาร A เปนกรดอินทรียที่มีหมูคารบอกซิลิก 2 หมู นํ าสาร A หนัก 1.218 กรัม มาละลายนํ้ าแลวทํ าใหมีปริมาตรเปน 250 cm3 สารละลายกรดนี้ปริมาตร 25.0 cm3 ทํ าปฏิกิริยาพอดีกับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซดเขมขน0.10 mol ⋅ dm-3 ปริมาตร 21.0 cm3 มวลโมเลกุลของสาร A เปนเทาใด1) 29 2) 58 3) 87 4) 116

2. ยาลดกรดชนิดหนึ่งมี Mg(OH)2 ผสมแปง ถานํ ายาชนิดนี้ 0.10 กรัม มาไทเทรตจนถึงจุดยุติดวยสารละลายกรดไฮโดรคลอริก 0.10 โมลตอลิตร ปรากฏวาตองใชกรดไฮโดรคลอริก 10 cm3 จงหาวาในยา 1 กรัมจะมี Mg(OH)2กี่กรัม (มวลอะตอมของ H = 1, O = 16, Mg = 24)1) 0.29 2) 0.58 3) 1.16 4) 2.90

3. นํ้ าสมสายชูมีสมบัติเปนกรด เนื่องจากมีกรดแอซีติกละลายอยู ในการไทเทรตนํ้ าสมสายชูกับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซดพบวา สารละลาย NaOH 0.50 โมลตอลิตร จํ านวน 20 cm3 ท ําปฏกิริยิาพอดกีบันํ ้าสมสายช ู10 cm3

จงหารอยละโดยมวลตอปริมาตรของกรดแอซีติกในนํ้ าสมสายชู (มวลอะตอมของ H = 1, C = 12, O = 16)1) 3 2) 6 3) 9 4) 12

4. ยาลดกรดที่มีขายทั่วไปในทองตลาดมักมี CaCO3, MgCO3, MgO หรือ Mg(OH)2 เปนสวนประกอบ สารประกอบเหลานี้มีสมบัติเหมือนกันอยูประการหนึ่ง คือ ทุกๆ 1 โมลของสารเหลานี้จะทํ าปฏิกิริยาพอดีกับ HCl2 โมล ถายาลดกรดเหลานี้มีราคาตอกรัมเทากัน นักเรียนคิดวาควรจะเลือกซื้อยาลดกรดชนิดใด จะเสียเงินนอยที่สุด (มวลอะตอมของ H = 1, O = 16, C = 12, Mg = 24, Ca = 40)1) CaCO3 2) MgCO3 3) MgO 4) Mg(OH)2

5. สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซดเขมขน 0.10 โมลตอลิตร จํ านวน W cm3 ทํ าปฏิกิริยากับสารละลายกรดซัลฟวริกเขมขน 0.20 โมลตอลิตร จํ านวน V cm3 จงหาคาของ V1) 14 W 2) 12 W 3) W 4) 4W

6. โซเดียมคารบอเนตหนัก 1.06 กรัม ละลายในนํ้ าทํ าเปนสารละลาย 250 cm3 ดูดสารละลายมา 25 cm3 ไทเทรตกับกรดไฮโดรคลอริกเขมขน 0.20 โมลตอลิตร จะตองใชสารละลายกรดไฮโดรคลอริก กี่ cm3 จึงจะถึงจุดยุติ(มวลอะตอมของ C = 12, O = 16, Na = 23)1) 5 cm3 2) 10 cm3 3) 25 cm3 4) 50 cm3

194 เคมี

7. เมื่อ 0.1 M ของ X ถูกไทเทรตกับ 25 cm3 ของ 0.1 M ของ Y เขียนกราฟไดดังนี้pH

7

25ปริมาตรของ 0.1 M X ที่เติม (cm )3

จากกราฟขอใดถูกตอง1) X เปนกรดแก และ Y เปนเบสแก 2) X เปนเบสแก และ Y เปนกรดแก3) X เปนกรดแก และ Y เปนเบสออน 4) X เปนเบสออน และ Y เปนกรดแก

8. นักเรียนนํ าสารละลายหลายชนิดมาวัดหา pH โดยใชกระดาษ pH ไดผลการทดลองดังนี้

สารละลาย a b c d e f gPH 3 4 5 6 7 8 9

นํ าสารละลายขอใดมาผสมกันแลวจะไดสารละลายที่มี pH เทากับสารละลาย e1) a + b 2) b + f 3) f + g 4) a + b + c

9. เขียนกราฟระหวางการนํ าไฟฟากับปริมาตรของกรดไนตริกเปนดังนี้

10 20 30 40

การนําไฟฟา

ปริมาตรของ HNO3 (cm )3ที่เติมเมื่อเติมสารละลายกรดไนตริกลงในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซดเขมขน 2.0 M จํ านวน 25 cm3 แลววัดการนํ าไฟฟาไดผลดังรูป จงหาความเขมขนเปนโมลารของกรดไนตริก1) 0.67 M 2) 1.67 M 3) 2.00 M 4) 2.40 M

เฉลย

1. 4) 2. 1) 3. 2) 4. 3) 5. 1) 6. 2) 7. 1) 8. 2) 9. 2)

195เคมี

7. สารละลายบัฟเฟอรหมายถึง สารละลายผสมที่เกิดจากกรดออน + เกลือของกรดออนนั้น (คูเบสของกรดออน) หรือเบสออน + เกลือ

ของเบสออนนั้น (คูกรดของเบสออน) เชน

-33233

HCO+COH COONa CH+COOHCH

สารละลายบัฟเฟอรกรด

+4332562256

NH+NH Cl NHCHHC+NHCHHC

สารละลายบัฟเฟอรเบส

หนาที่ของสารละลายบัฟเฟอร คือ จะรักษา pH ของสารละลายใหคงที่หรือเกือบคงที่ เมื่อเติมกรดแกหรือเบสแกจํ านวนเล็กนอยลงไป8. สารละลายบัฟเฟอรกรด

C6H5COONa(aq) →

1C6H5CO -O (aq) 1

+ N +a (aq) 1 mol ⋅ dm-3

C6H5COOH(aq) + H2O(l) ภาวะสมดุล 1 - x

C6H5CO -O (aq) x

+ H3O+(aq) x mol ⋅ dm-3

∴ Ka = [C H COO ][H O ][C H COOH]6 5 3 +

6 5

- = (1 + x)(x)

(1 x)

- ...(1)

แต x = [H3O+] จะหา pH ได

K[H O ]

a3 + = [C H COO ]

[C H COOH]6 56 5

-

K[H O ]

a3 + = [เกลือ]

[กร ]ด ...(2)

[H3O+] = Ka ⋅ [กร ][เกลือ]

ด

Take log จะได pH = pKa + log ⋅ [เกลือ][กร ]ด...(3)

9. สารละลายบัฟเฟอรเบสNH4Cl(aq)

→ 1

NH4+ (aq)

1+ C -l (aq)1 mol ⋅ dm-3

NH3(aq) + H2O(l) ภาวะสมดุล 1 - x

NH4+ (aq)

x+ OH-(aq)x mol ⋅ dm-3

196 เคมี

∴ Kb = [NH ][OH ][NH ]4+

3

- = (1 + x)(x)

(1 x)

- ...(1)

แต x = [OH-] หา pOH ได และ pH = 14 - pOH

K[OH ]

b- = [NH ]

[NH ]4+

3K

[OH ]b- = [เกลือ]

[เ บส] ...(2)

[OH-] = Kb ⋅ [เ บส][เกลือ]

Take log จะได pOH = pKb + log [เกลือ][เ บส] pH = 14 – pOH

...(3)

ตัวอยางสารละลายบัฟเฟอรในธรรมชาติ เชน นํ้ าทะเล, นํ้ าแตงกวา, นํ้ าลาย, นํ้ ายอยในกระเพาะอาหารและเลือด10. นํ้ าทะเลมีชวง pH = 8.1-8.2 สารและไอออนที่ใชควบคุม pH ของนํ้ าทะเล คือ H2CO3, HCO3

-, CO32-,

H3BO3 และ H2BO3- ถาเติมกรด (H3O+) ลงไป สารที่ทํ าหนาที่เปนเบสจะมากํ าจัดกรดที่เติมลงไป ดังสมการ

H3O+(aq) + CO32-(aq) HCO3

-(aq) + H2O(l)H3O+(aq) + HCO3

-(aq) H2CO3(aq) + H2O(l)H3O+(aq) + H2BO3

-(aq) H3BO3(aq) + H2O(l)

แตถาเติมเบส (OH-) ลงไป สารที่ทํ าหนาที่เปนกรดจะมากํ าจัดเบสที่เติมลงไป ดังสมการ

OH-(aq) + HCO3-(aq) CO3

2-(aq) + H2O(l)OH-(aq) + H2CO3(aq) HCO3

-(aq) + H2O(l)OH-(aq) + H3BO3(aq) H2BO3

-(aq) + H2O(l)

11. การควบคุม pH ของของเหลวตางๆ ในรางกายก็อาศัยระบบบัฟเฟอรเชนเดียวกัน ระบบบัฟเฟอรในสิ่งมีชีวิตทั่วไปจะเปนระบบ

H2CO3 + HCO3- จะควบคุม pH ของพลาสมาในเลือดใหมีคาอยูที่ 7.3 - 7.4

สวนฟอสเฟตบัฟเฟอร H2PO4- + HPO4

2- จะเกี่ยวของกับการทํ างานของไต

เมื่อออกกํ าลังกายนานๆ จะมีกรดชนิดตางๆ เกิดขึ้น จะทํ าให pH ของเลือดลดลง ระบบบัฟเฟอรH2CO3 + HCO3

- ในเลือดจะลดความเขมขนของกรดดังนี้

197เคมี

HCO3-(aq) + H3O+(aq) H2CO3(aq) + H2O(l)

H2O(l) + CO2(g)

กาซ CO2 ที่เกิดขึ้นจะถูกขับออกจากเลือดทางปอด โดยการหายใจออก สวนฟอสเฟตบัฟเฟอรที่อยูในเซลลของรางกายก็จะทํ าหนาที่ลดกรดที่เกิดขึ้นดวย ดังนี้

HPO (aq) + H O (aq)42

3+

- H PO (aq) + H O(l)2 4 2

-

จะถูกกําจัดออกมากับปสสาวะ


1. สารละลายผสมระหวางสารละลาย H2CO3 กับสารละลาย NaHCO3 เมื่อเติมสารละลาย NaOH ลงไป 2 หยดควรจะเกิดปฏิกิริยาตามขอใด สารละลายผสมจึงจะสามารถควบคุม pH ของสารละลายไมใหเปลี่ยนแปลงไป มากนัก1) OH-(aq) + H3O+(aq) 2H2O(l)2) OH-(aq) + H2CO3(aq) H2O(l) + HCO3

-(aq)3) OH-(aq) + HCO3

-(aq) H2O(l) + CO32-(aq)

4) OH-(aq) + H+(aq) H2O(l)2. พิจารณาสารละลายตอไปนี้

ก. ละลาย KCl 1 mol และ HCl 1 mol ในนํ้ าปริมาตร 1 dm3

ข. ละลาย NaOH 0.5 mol และ CH3COOH 1 mol ในนํ้ าปริมาตร 1 dm3

ค. ผสม HCl เขมขน 1.00 mol ⋅ dm-3 ปริมาตร 40.00 cm3 กับ KOH เขมขน 2.00 mol ⋅ dm-3 ปริมาตร20.05 cm3

ง. ผสม HCl เขมขน 1.00 mol ⋅ dm-3 ปริมาตร 50.00 cm3 กับ CH3COONa เขมขน 1.00 mol ⋅ dm-3ปริมาตร 25.00 cm3

สารละลายผสมในขอใดเปนกรดและไมใชสารละลายบัฟเฟอร1) ก. และ ข. เทานั้น 2) ก. และ ง. เทานั้น 3) ก., ข. และ ง. 4) ข., ค. และ ง.

3. สารละลายผสมในขอใดไมเปนบัฟเฟอร1) NH3 0.01 mol ⋅ dm-3 20 cm3 กับ HNO3 0.01 mol ⋅ dm-3 10 cm3

2) NH3 0.02 mol ⋅ dm-3 20 cm3 กับ HCl 0.04 mol ⋅ dm-3 10 cm3

3) CH3COOH 0.03 mol ⋅ dm-3 20 cm3 กับ KOH 0.02 mol ⋅ dm-3 20 cm3

4) HF 0.04 mol ⋅ dm-3 20 cm3 กับ NaOH 0.04 mol ⋅ dm-3 10 cm3

198 เคมี

4. สารละลายผสมขอใดจัดเปนสารละลายบัฟเฟอรทั้งคู

สารละลายชนิดที่ 1 สารละลายชนิดที่ 21)2)3)4)

HCN กับ KCNNaH2PO4 กับ Na2HPO4

HI กับ BaI2HBr กับ KBr

HNO3 กับ KNO3NH4Cl กับ NH3

NaH2PO4 กับ Na2HPO4NaHCO3 กับ Na2CO3

5. สารละลายบัฟเฟอรชนิดหนึ่งประกอบดวยโซเดียมแอซีเตดกับกรดแอซีติก มี pH เทากับ 5.05 อัตราสวนของ[CH COO ][CH COOH]3

3

- ในสารละลายบฟัเฟอรนีเ้ปนเทาใด เมือ่ Ka ของ CH3COOH = 1.8 × 10-5 และ log 8.92 = 0.95

1) 1 : 2 2) 1 : 3 3) 1 : 4 4) 2 : 16. เตรียมสารละลายบัฟเฟอรโดยการละลาย 0.150 โมลของ NaHSO4 และ 0.150 โมลของ Na2SO4 ในนํ้ าที่

เพียงพอแลวทํ าสารละลายใหมีปริมาตร 0.250 ลิตร สารละลายบัฟเฟอรนี้มี pH เทาใด กํ าหนดให Ka ของHSO4

- เทากับ 1.0 × 10-21) 1 2) 2 3) 3 4) 4

7. จงหา pH ของสารละลายบัฟเฟอรซึ่งประกอบดวย 0.4 M HCN กับ 0.2 M NaCN เมื่อ Ka ของ HCN เทากับ4 × 10-101) 4.9 2) 6.0 3) 9.10 4) 9.40

8. จะตองใชกรดฟธาลิก (C8H6O4) และเกลือโพแทสเซียมไฮโดรเจนฟธาเลต (KHC8H4O4) อยางละกี่กรัมตามลํ าดับ ที่ใชในการเตรียมสารละลายบัฟเฟอร pH = 2.2 กํ าหนด pKa ของกรดฟธาลิกมีคาเทากับ 2.90(มวลอะตอมของ H = 1, C = 12, O = 16, K = 39)1) 16.6 g และ 20.4 g 2) 33.2 g และ 40.8 g 3) 40.8 g และ 166 g 4) 166 g และ 40.8 g

เฉลย

1. 2) 2. 2) 3. 2) 4. 2) 5. 4) 6. 2) 7. 3) 8. 4)

199เคมี

ปฏิกิริยาไฟฟาเคมี

1. หลักการหาเลขออกซิเดชัน1. ธาตุอิสระมีเลขออกซิเดชัน = 02. ผลบวกของเลขออกซิเดชันของสารประกอบใดๆ = 03. ผลบวกของเลขออกซิเดชันของไอออน = ประจุของไอออนนั้น4. เลขออกซิเดชันของไฮโดรเจน = +1 ยกเวนสารประกอบไฮไดรด = -1 เชน NaH, CaH25. เลขออกซิเดชันของออกซิเจน = -2 ยกเวนเลขออกซิเดชันของ OF2 = +2 สารประกอบเปอรออกไซด = -1

เชน H2O2, Na2O2, BaO2 สารประกอบซุปเปอรออกไซด = - 12 เชน KO2, K2O4


1. เลขออกซิเดชันของอะตอมกลางของสารประกอบเชิงซอน ขอใดถูกตอง[Cr(NH3)5(NO2)]3[Co(NO2)6]2[Co(NH3)5CO3]2[CuCl4][Co(NH3)2(NO2)4]-[Ag(NH3)2]4[Fe(CN)6][Co(NH3)4(NO2)2]+

Cr Co Cu Ag Fe1)2)3)4)

+6+3+3+2

+2+3+3+3

+2+1+2+2

+1+1+1+1

+3+2+2+3

2. เลขออกซิเดชันของ Fe, Mn และ Pb ในสารประกอบ Fe3O4, Mn3O4 และ Pb3O4 เรียงตามลํ าดับเปนไปตามขอใด1) + 83 , + 83 , + 83 2) +2, +3 ; +2, +3 ; +2, +43) +3, +3, +2.7 4) +2, +3 ; +2, +3 ; +2, +3

เฉลย

1. 3) 2. 2)

200 เคมี

2. ปฏิกิริยารีดอกซ (Redox reaction) หมายถึง ปฏิกิริยาที่มีการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชัน และจะตองประกอบดวยปฏิกิริยาออกซิเดชันและรีดักชัน

ปฏิกิริยาออกซิเดชัน ใหอิเล็กตรอน

มีเลขออกซิเดชันเพิ่มขึ้น

เปนตัวรีดิวซ แตถูกออกซิไดส

ปฏิกิริยารีดักชัน รับอิเล็กตรอน

มีเลขออกซิเดชันลดลงเปนตัวออกซิไดส แตถูกรีดิวซ

หรือ Redoxreaction

Oxidation

Reduction

Reducer

Oxidized

Oxidizer

Reduced

3. ปฏิกิริยาไมใชรีดอกซ (Non-redox reaction) หมายถึง ปฏิกิริยาที่ไมมีการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชัน เชน

H+Cl-(aq) + Na+OH-(aq) → Na+Cl-(aq) + H2O(l)(H+ ⋅ OH-)

CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)

AgNO3(aq) + KCl(aq) → AgCl(s) + KNO3(aq)

ตวัอยางปฏกิิรยิารดีอกซ

2KI (aq) + Br (aq) 2KBr (aq) + I (aq)120

20

- - →

Reduction, Oxidizer, Reduced

Oxidation, Reducer, Oxidized2KMnO4(aq) + 16HCl(aq)

→ 2KCl(aq) + 2MnCl2(aq) + 8H2O(l) + 5Cl2(g)3Cu(s) + 8HNO3(aq)

→ 3Cu(NO3)2(aq) + 4H2O(l) + 2NO(g)2KMnO4(aq) + 3H2SO4(aq) + 5H2C2O4(aq)

→ K2SO4(aq) + 2MnSO4(aq) + 8H2O(l) + 10CO2(g)

201เคมี

3Cl (aq) + 6NaOH(aq) 5NaCl (aq) + NaClO (aq) + 3H O(l)20 1 +5

3 2 → -

ปฏิกิริยารีดักชัน

ปฏิกิริยาออกซิเดชันคลอรีนเปนไดทั้งตัวออกซิไดสและตัวรีดิวซ เรียกปฏิกิริยารีดอกซแบบนี้วา Disproportionation reaction

4. การทํ าสมการรีดอกซใหดุล1. หาเลขออกซิเดชันของธาตุหรือไอออนตางๆ เพื่อใชกํ าหนดตัวรีดิวซและตัวออกซิไดสในปฏิกิริยา2. หาเลขออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้นของตัวรีดิวซและเลขออกซิเดชันที่ลดลงของตัวออกซิไดส3. ทํ าเลขออกซิเดชันที่เปลี่ยนแปลงของทั้งตัวรีดิวซและตัวออกซิไดสใหเทากัน4. ดุลจํ านวนอะตอมของแตละธาตุที่เปลี่ยนเลขออกซิเดชันทั้งสารตั้งตนและผลิตภัณฑใหเทากัน5. ดุลจํ านวนอะตอมของธาตุตางๆ และประจุรวมของไอออนทั้งสารตั้งตนและผลิตภัณฑใหเทากัน6. ในสารละลายกรดเติม H+ → H2O ในสารละลายเบสเติม OH- → H2Oตัวอยางการดุลสมการรีดอกซ

1.As + NO + H O AsO + NO + H 0

3+5

2 +5

43 +2 +

- - →

Oxidation

5 3Reduction

3As + 5NO3- + H2O

→ 3AsO43- + 5NO + H+

สมการรีดอกซที่ดุลแลวเปนดังนี้

3As + 5NO3- + 2H2O

→ 3AsO43- + 5NO + 4H+

2. Cr(OH) + OH + OCl CrO + H O + Cl+3

3 +1 +6

42

2 1

- - --- →

3 2

Oxidation

Reduction

2Cr(OH)3 + OH- + 3OCl- → 2CrO4

2- + H2O + 3Cl-

สมการรีดอกซที่ดุลแลวเปนดังนี้

2Cr(OH)3 + 4OH- + 3OCl- → 2CrO4

2- + 5H2O + 3Cl-

202 เคมี


1. กํ าหนดปฏิกิริยาใหดังนี้ก. HCl(aq) + NaOH(aq)

→ NaCl(aq) + H2O(l)ข. AgNO3(aq) + NaCl(aq)

→ AgCl(s) + NaNO3(aq)ค. 2KClO3(s)

→ 2KCl(s) + 3O2(g)

ง. SiO2(s) + CaO(s) → CaSiO3(s)

จ. CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)

ขอใดเปนปฏิกิริยารีดอกซ1) ข. เทานั้น 2) ก., ค. และ ง. เทานั้น 3) จ. เทานั้น 4) ค. และ จ. เทานั้น

2. ในปฏิกิริยา I2(s) + 2S2O32-(aq)

→ 2I-(aq) + S4O62-(aq)

กํ าหนดขอความใหดังนี้ก. I2(s) ถูกรีดิวซเปน I-(aq)ข. I2(s) เปนตัวรีดิวซค. S2O3

2-(aq) เปนตัวออกซิไดสง. เลขออกซิเดชันของกํ ามะถันเปลี่ยนเปน +1จ. เลขออกซิเดชันของออกซิเจนถูกเปลี่ยน

ขอความใดถูกตอง1) ก. และ ข. เทานั้น 2) ก. และ จ. เทานั้น 3) ข. และ ค. เทานั้น 4) ก. เทานั้น

3. กํ าหนดปฏิกิริยาใหดังนี้MnO4

-(aq) + I-(aq) + H+(aq) → Mn2+(aq) + I2(s) + H2O(l)

จํ านวนโมลของ I- ไอออนที่ทํ าปฏิกิริยาพอดีกับ 8 โมลของ H+ ไอออน เปนตามขอใด1) 10 2) 6 3) 5 4) 2

4. กํ าหนดสมการไอออนิกใหดังนี้MnO4

-(aq) + Fe2+(aq) + H+(aq) → Mn2+(aq) + Fe3+(aq) + H2O(l)

จํ านวนประจุทั้งหมดที่ทํ าใหสมการดุลเปนเทาใด1) +2 2) +7 3) +10 4) +17

5. กํ าหนดสมการรีดอกซใหดังนี้a Cr(OH)3(aq) + b OH-(aq) + c OCl-(aq)

→ d CrO42-(aq) + e H2O(l) + f Cl-(aq)

คาของ a + b c(d + e + f) + 12 2 2

- เทากับเทาใด1) 1 2) 11 3) 15 4) 19

203เคมี

เฉลย

1. 4) 2. 4) 3. 3) 4. 4) 5. 1)

5. เซลลไฟฟาเคมีเซลลไฟฟาเคมีจํ าแนกไดเปน 2 ประเภท คือ เซลลไฟฟาเคมีที่เกิดปฏิกิริยาเคมแีลวใหกระแสไฟฟา เซลลประเภทนี้

เรยีกวา เซลลกลัวานกิ และเซลลไฟฟาเคมทีีต่องผานกระแสไฟฟาจากภายนอกเขาไป จงึจะเกดิปฏกิริยิาเคมไีด ซึ่งเรียกวาเซลลอิเล็กโทรไลต6. เปรียบเทียบเซลลกัลวานิกกับเซลลอิเล็กโทรไลตท่ีสํ าคัญ มีดังน้ี

1. สวนประกอบ

เซลลกัลวานิก เซลลอิเล็กโทรไลต

��

��

A B

A Bสะพานไอออน

A2+ B2+

e- e-

ข้ัว A ขั้ว B(แอโนด) ขั้วลบ (แคโทด) ขั้วบวก

BA

แบตเตอรี่e- e-

ข้ัว A ขั้ว B(แอโนด) ขั้วบวก (แคโทด) ขั้วลบ

��

2. การเกิดปฏิกิริยา

เซลลกัลวานิก เซลลอิเล็กโทรไลต1. ขั้วที่เสียอิเล็กตรอน (ศักยไฟฟาตํ่ า, ขั้ว A) เรียกวา แอโนด2. ขั้วที่รับอิเล็กตรอน (ศักยไฟฟาสูง, ขั้ว B) เกิดปฏิกิริยารีดักชัน เรียกวา แคโทด3. ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้น ทํ าใหเกิดกระแสไฟฟา

1. ขั้วที่ตอกับขั้วบวกของแบตเตอรี่เกิดปฏิกิริยา ออกซิเดชัน เรียกวา แอโนด2. ขั้วที่ตอกับขั้วลบของแบตเตอรี่เกิดปฏิกิริยา รีดักชัน เรียกวา แคโทด3. ปฏิกิริยาเคมีจะเกิดขึ้นเมื่อผานกระแสไฟฟาเขาไปในเซลล

ความตางศักยของเซลล (E°cell)= E°cathode - E°anode= E°ศักยสูง - E°ศักยต่ํ า→ E°cell เปนบวกเซลลกัลวานิกเกิดขึ้นเองได แตเซลลอิเล็กโทรไลต E°cell เปนลบ

204 เคมี

7. กฎเกี่ยวกับ E°1. กลับสมการจะตองเปลี่ยนคา E° เปนเครื่องหมายตรงกันขาม เชน

Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e- E° = +0.76 โวลต

Zn2+(aq) + 2e- → Zn(s) E° = -0.76 โวลต

2. นํ าสมการยอยมาบวกกัน จะตองนํ าคา E° มารวมกัน เชน

2Hg2+(aq) + 2e- → Hg2

2+(aq) E° = +0.92 โวลต ...(1)

Hg22+(aq) + 2e-

→ 2Hg(l) E° = +0.79 โวลต ...(2)(1) + (2) ; 2Hg2+(aq) + 4e-

→ 2Hg(l) E° = +1.71 โวลต ...(3)

3. นํ าสมการยอยมาลบกัน จะตองนํ าคา E° มาลบกัน4. เอาอะไรคูณหรือหารสมการใดๆ ไมตองคูณหรือหารคา E° เชน

2Hg2+(aq) + 4e- → 2Hg(l) E° = +1.71 โวลต

หารดวย 2 ; Hg2+(aq) + 2e- → Hg(l) E° = +1.71 โวลต

8. แผนภาพเซลลกัลวานิก

Zn(s) Zn (aq) Cu (aq) Cu(s) | || |2+ 2+สะพานไอออน

• E° นอย (-0.76 V)• ใหอิเล็กตรอน• เปนแอโนด• ขั้วลบ• ปฏิกิริยาออกซิเดชัน• ตัวรีดิวซ• ถูกออกซิไดส• ศักยไฟฟาตํ่ า

• E° มาก (+0.34 V)• รับอิเล็กตรอน• เปนแคโทด• ขั้วบวก• ปฏิกิริยารีดักชัน• ตัวออกซิไดส• ถูกรีดิวซ• ศักยไฟฟาสูง

ดังนั้น E°cell = Ecathodeo - Eanode

o

= +0.34 - (-0.76)= +1.10 โวลต

หมายเหตุ อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากศักยไฟฟาตํ่ าไปยังศักยไฟฟาสูง แตกระแสจะไหลจากศักยไฟฟาสูงไปยังศักยไฟฟาตํ่ า และถานํ า E° นอยที่สุดตอกับ E° มากที่สุดจะไดเซลลที่มีความตางศักยมากที่สุด

205เคมี

9. แผนภาพเซลลความเขมขน

Ag(s) Ag (0.01 M) Ag (0.10 M) Ag(s)+ +

สะพานไอออน

ความเขมขนนอยเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันเปนแอโนด

ความเขมขนมากเกิดปฏิกิริยารีดักชันเปนแคโทด

10. จะเก็บสารละลายไวในภาชนะใดไดหรือไมใหยึดหลักดังนี้

��

ไอออนบวกภาชนะจะตองมี E มาก เชนo

Cu E = +0.34 โวลตoไอออนบวกในสารละลายจะตองมี E นอย เชนo

Zn2+ = -0.76 โวลต

11. ตัวอยางเซลลกัลวานิก

Digital voltmeter

Standard hydrogenelectrode, anode (-) H+

1 M HCl

1 M CuSO4

Coppercathode (+)

e-e-

H (g) 2H (1 M) + 2e2+

→ - Cu (1 M) + 2e Cu(s)2+

- →

Salt bridgeH (g : 1 atm)2

H+

��

��

��

��

0.34

Cl- K+

Cl-SO4

2-Cu2+

(a)

206 เคมี

Standard hydrogen

Zinc anode (-)

Cl-1 M ZnSO4

e- e-

2 H (1 M) + 2e H (g)+2

- →Zn(s) Zn (1 M) + 2e 2+→ -

Salt bridge

electrode, cathode (+)

H (g ; 1 atm)2

��

��

��

��

Cl- K+

H+

0.76

Zn2+

SO42-

Zn2+

SO42-

Digital voltmeter

1 M HCl

(b)


1. จงคํ านวณหาคา E° ของครึ่งปฏิกิริยาCdS(s) + 2e-

→ Cd(s) + S2-(aq)กํ าหนดคา E°cell ของปฏิกิริยา Cd2+(aq) + S2-(aq)

→ CdS(s) มีคา = 0.81 V คา E° ของครึ่งปฏิกิริยา Cd2+(aq) + 2e-

→ Cd(s) มีคา = -0.40 V2. กํ าหนดคา E° ของครึ่งเซลลตอไปนี้

A(s) | A+(aq) E° = -0.14 VB(s) | B+(aq) E° = -0.40 VC(s) | C+(aq) E° = -0.74 VD(s) | D+(aq) E° = -1.18 V

เซลลในขอใดมีความตางศักยสูงที่สุด1) D(s) | D+(aq) || C+(aq) | C(s) 2) B(s) | B+(aq) || A+(aq) | A(s)3) C(s) | C+(aq) || B+(aq) | B(s) 4) D(s) | D+(aq) || A+(aq) | A(s)

207เคมี

3.กํ าหนดให E° (V)

A2+(aq) + 2e- → A(s)

B+(aq) + e-

→ B(s)C3+(aq) + 3e-

→ C(s)D2+(aq) + 2e-

→ D(s)

-2.70-1.70+1.50+1.75

พิจารณาแผนภาพเซลลตอไปนี้

เซลลที่ 1เซลลที่ 2เซลลที่ 3เซลลที่ 4

A(s) | A2+(aq) || B+(aq) | B(s)C(s) | C3+(aq) || B+(aq) | B(s)D(s) | D2+(aq) || C3+(aq) | C(s)A(s) | A2+(aq) || D2+(aq) | D(s)

เซลลใดจะมีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากแอโนดไปยังแคโทด1) เซลลที่ 1 และเซลลที่ 2 2) เซลลที่ 2 และเซลลที่ 33) เซลลที่ 3 และเซลลที่ 4 4) เซลลที่ 1 และเซลลที่ 4

4. กํ าหนด E° ใหดังนี้

ปฏิกิริยา E° (โวลต)A+(aq) + e-

→ A(s)B+(aq) + e-

→ B(s)C+(aq) + e-

→ C(s)D+(aq) + e-

→ D(s)

-0.14-0.40-0.74-1.18

ปฏิกิริยาใดสามารถเกิดขึ้นไดจริงตามธรรมชาติ1) A(s) + B+(aq)

→ B(s) + A+(aq) 2) C(s) + A+(aq) → A(s) + C+(aq)

3) B(s) + D+(aq) → D(s) + B+(aq) 4) B(s) + C+(aq)

→ C(s) + B+(aq)5. กํ าหนดคาศักยไฟฟามาตรฐานของครึ่งเซลลใหดังนี้

A2+ + 2e- → A E° = -0.3 V

B2+ + 2e- → B E° = +0.2 V

C2+ + 2e- → C E° = +0.5 V

D2+ + 2e- → D E° = -0.4 V

ใชโลหะ A, B, C และ D เปนภาชนะในการเก็บสารละลาย ขอใดที่ภาชนะไมมีการสึกกรอน1) โลหะ D เก็บสารละลาย A+ 2) โลหะ C เก็บสารละลาย D2+

3) โลหะ B เก็บสารละลาย C2+ 4) โลหะ A เก็บสารละลาย B2+

208 เคมี

6. เมื่อจุมโลหะลงในสารละลายไดผลตามตาราง

โลหะ สารละลาย (1 M) ผลการทดลองPbAlAlCu

CuSO4CuSO4

Pb(NO3)2AgNO3

สีของสารละลายจางลงสีของสารละลายจางลงมีโลหะเกาะที่ผิว Alมีโลหะเกาะที่ผิว Cu

การเรียงลํ าดับความสามารถในการเปนตัวออกซิไดสของไอออนโลหะจากมากไปนอย ขอใดถูก1) Pb2+ > Al3+ > Cu2+ > Ag+ 2) Cu2+ > Pb2+ > Ag+ > Al3+3) Ag+ > Cu2+ > Pb2+ > Al3+ 4) Al3+ > Pb2+ > Cu2+ > Ag+

เฉลย

1. -1.21 โวลต 2. 4) 3. 4) 4. 2) 5. 2) 6. 3)

12. ประเภทของเซลลกัลวานิกเซลลกัลวานิกจํ าแนกไดเปน 2 ประเภท คือ1. เซลลปฐมภูมิ เปนเซลลไฟฟาที่เมื่อปฏิกิริยาเคมีภายในเซลลเกิดขึ้นอยางสมบูรณแลวไมสามารถนํ ากลับมาใช

ใหมได เชน ถานไฟฉาย เซลลแอลคาไลน เซลลปรอท เซลลเงิน2. เซลลทุติยภูมิ เปนเซลลไฟฟาเคมีที่ปฏิกิริยาเคมีภายในเซลลสามารถยอนกลับได โดยการผานกระแสไฟฟา

เขาไปในเซลล เชน เซลลนิกเกิลแคดเมียม เซลลสะสมไฟฟาแบบตะกั่ว13. ตารางเปรียบเทียบเซลลปฐมภูมิ

สวนประกอบ

ชนิดของเซลลแอโนด แคโทด อิเล็กโทรไลต E°เซลล (V)

ถานไฟฉายเซลลแอลคาไลนเซลลปรอทเซลลเงิน

ZnZnZnZn

C, NH4+ และ MnO2

C และ MnO2HgOAg2O

นํ้ า NH4Cl, ZnCl2สารละลาย KOHสารละลาย KOHสารละลาย KOH

1.51.51.31.5

209เคมี

14. เซลลนิแคดใหศักยไฟฟาประมาณ 1.4 โวลตปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในสารละลายเบสเปนดังนี้แอโนด (-) : Cd(s) + 2OH-(aq)

→ Cd(OH)2(s) + 2e-แคโทด (+) : NiO2(s) + 2H2O(l) + 2e-

→ Ni(OH)2(s) + 2OH-(aq)ปฏิกิริยารวม : Cd(s) + NiO2(s) + 2H2O(l)

→ Cd(OH)2(s) + Ni(OH)2(s)

15. เซลลสะสมไฟฟาแบบตะกั่วใหศักยไฟฟา 2 โวลต ปฏิกิริยาการจายไฟและอัดไฟในสารละลายกรดเปนดังนี้

จายไฟ (เปนเซลลกัลวานกิ) แอโนด (-) : Pb(s) + SO42-(aq) PbSO (s)4

↓ตะกอนสีขาว

+ 2e-

แคโทด (+) : PbO2(s) + SO42-(aq) + 4H+(aq) + 2e- PbSO4(s) + 2H2O(l)

↓ ตะกอนสีนํ้ าตาล

อัดไฟ (เปนเซลลอิเลก็โทรลติกิ) แอโนด (+) : PbSO4(s) + 2H2O(l) PbO2(s) + SO4

2-(aq)

+ 4H+(aq) + 2e-

แคโทด (-) : PbSO4(s) + 2e- → Pb(s) + SO4

2-(aq) ↓

ตะกอนสีขาว

16. เซลลอิเล็กโทรไลตจะตองประกอบดวย1. แหลงใหพลังงานไฟฟา2. อิเล็กโตรดสองขั้ว3. สารละลายอิเล็กโทรไลตปฏิกิริยาที่อิเล็กโตรด ปฏิกิริยาออกซิเดชันเปนแอโนด (ขั้วบวก)

ปฏิกิริยารีดักชันเปนแคโทด (ขั้วลบ)หลักของเซลลอิเล็กโทรไลต นํ าไปใชประโยชนในอุตสาหกรรมตางๆ เชน• การแยกสารเคมีดวยกระแสไฟฟา (อิเล็กโทรลิซิส)• การทํ าโลหะใหบริสุทธิ์• การชุบโลหะ

210 เคมี

17. การแยกสารละลาย CuSO4 ดวยกระแสไฟฟาปฏิกิริยาเกิดขึ้นในเซลลเปนดังนี้ (อิเล็กโตรดเปนแกรไฟต)แอโนด (+) : H2O(l)

→ 12 O2(g) + 2H+(aq) + 2e- E° = -1.23 Vแคโทด (-) : Cu2+(aq) + 2e-

→ Cu(s) E° = +0.34 Vปฏิกิริยารวม :

∴ Cu2+(aq) + 2H2O(l)

→ Cu(s) + 12 O2(g) + 2H+(aq) E°cell = E°แคโทด - E°แอโนด = +0.34 - (+1.23) = -0.89 โวลต

18. การแยกสารละลาย KI ดวยกระแสไฟฟาปฏิกิริยาเกิดขึ้นในเซลลเปนดังนี้ (อิเล็กโตรดเปนแกรไฟต)แอโนด (+) : 2I-(aq)

→ I2(s) + 2e- E° = -0.54 Vแคโทด (-) : 2H2O(l) + 2e-

→ H2(g) + 2OH-(aq) E° = -0.82 Vปฏิกิริยารวม : ∴

2H2O(l) + 2 I-(aq) → H2(g) + 2OH-(aq) + I2(s)

E°cell = E°แคโทด - E°แอโนด = -0.82 - (+0.54) = -1.36 V

19. หลักการชุบโลหะดวยไฟฟา มีดังนี้1. จัดสิ่งที่ตองการชุบเปนแคโทด2. ตองการชุบดวยโลหะใด ตองใชโลหะนั้นเปนแอโนด3. สารละลายอิเล็กโทรไลตตองมีไอออนของโลหะที่เปนแอโนด4. ตองใชไฟฟากระแสตรงเพื่อใหอิเล็กตรอนไหลไปทางเดียวตลอดเวลา

20. หลักการชุบโลหะใหไดผิวเรียบและสวยงาม ข้ึนอยูกับปจจัยตอไปนี้1. สารละลายอิเล็กโทรไลตตองมีความเขมขนเหมาะสม2. กระแสไฟฟาที่ใชตองปรับคาความตางศักยใหมีความเหมาะสมตามชนิดและขนาดของชิ้นโลหะที่ตองการชุบ3. โลหะที่ใชเปนแอโนดตองบริสุทธิ์ ถาหาไมไดอาจใสสารบางชนิดลงไปเพื่อทํ าปฏิกิริยากับสารที่เปนมลทินไมให

มาเกาะบนวตัถทุีน่ ํามาชบุ เชน ในทางอตุสาหกรรมจะใสสารประกอบไซยาไนดเพือ่ใหท ําปฏกิริยิากับโลหะที่เปนมลทินเกิดเปนสารประกอบเชิงซอนทํ าใหสารที่เปนมลทินนั้นไมมาเกาะบนวัตถุที่ชุบ

4. ไมควรชุบนานเกินไป

211เคมี

ตัวอยางการชุบชอนดวยโลหะเงิน จะตองทํ าดังนี้

��

+ -แบตเตอรี่

e- แคโทด (-)Ag (aq) + e Ag(s)+

- →

ชอนโลหะเงิน (Ag)

แอโนด (+)Ag(s) Ag (aq) + e

+ -

Ag+

สารละลายอิเล็กโทรไลตAgNO (aq)3

e-

21. การปองกันการผุกรอนของเหล็ก1. เหล็กที่วางไวในอากาศจะเกิดสนิมเล็กนอยเพราะในอากาศมีไอนํ้ าและออกซิเจน2. ตะปูเหล็กที่เคลือบดวยนํ้ ามันหรือสีจะไมเกิดสนิม เนื่องจากนํ้ ามันหรือสีชวยปองกันไมใหเหล็กสัมผัสกับนํ้ า

และออกซิเจน3. ตะปูเหล็กที่เชื่อมกับสังกะสีจะไมเกิดสนิม เนื่องจากคา E° ของครึ่งเซลลสังกะสีตํ่ ากวาครึ่งเซลลเหล็ก

สังกะสีจะเสียอิเล็กตรอนไดงายกวาเหล็ก4. ตะปูเหล็กที่มีนํ้ าทวมอยูครึ่งหนึ่ง สวนที่จุมอยูในนํ้ าจะเกิดสนิม และจะเกิดมากบริเวณรอยตอระหวางนํ้ ากับ

อากาศ เนื่องจากเหล็กสัมผัสกับนํ้ าและออกซิเจน5. ตะปูเหล็กที่ตอกับขั้วบวกของถานไฟฉายเกิดสนิมมากที่สุด เนื่องจากตะปูเหล็กทํ าหนาที่เปนแอโนด จึงเสีย

อิเล็กตรอนใหแกขั้วบวกของถานไฟฉาย ซึ่งทํ าหนาที่เปนแคโทด6. ตะปเูหลก็ทีต่อกบัขัว้ลบของถานไฟฉายไมเกดิสนมิ เนือ่งจากตะปเูหลก็ท ําหนาทีเ่ปนแคโทด จึงไมเสียอิเล็กตรอน

22. วิธีแคโทดิก เปนวธิกีารปองกนัการผกุรอนของโลหะ โดยทํ าใหโลหะนั้นมีสภาวะเปนแคโทดหรือคลายกับแคโทด เชน น ําโลหะทีม่คีา E° นอยกวามาสมัผสั หรือการตอตะปูเหล็กเขากับสังกะสีหรือขั้วลบของถานไฟฉาย

23. วิธีอะโนไดซ เปนวธิกีารปองกนัการผกุรอนของโลหะ โดยทํ าโลหะที่แอโนดใหอยูในรูปของโลหะออกไซดเชน Al2O3, SnO2 และ Cr2O3 หุมโลหะ Al, Sn และ Cr ท ําใหโลหะไมสามารถสมัผสันํ ้าและอากาศจึงไมเกิดการผุกรอน

24. ปฏิกิริยาการผุกรอนของเหล็ก เกิดเปนสนิมเหล็กเปนดังนี้4Fe(s)

→ 4Fe2+(aq) + 8e- ...(1)2O2(g) + 4H2O(l) + 8e-

→ 8OH-(aq) ...(2)4Fe2+(aq) + 8OH-(aq)

→ 4Fe(OH)2(aq) ...(3)4Fe(OH)2(aq) + O2(g)

→ (สนมิเหลก็)

2Fe O H O(s)2 3 2 ⋅ + 2H2O(l) ...(4)

212 เคมี

25. อิเล็กโทรไดอะลิซิส เปนเซลลไฟฟาเคมีที่ใชแยกไอออนออกจากสารละลาย โดยใหไอออนเคลื่อนที่ผานแผนเยื่อบางๆ ไปยังขั้วไฟฟาที่มีประจุตรงขาม ทํ าใหสารละลายที่อยูระหวางขั้วไฟฟามีความเขมขนของไอออนลดลง หลักการนี้สามารถนํ าไปใชแยก Na+ และ Cl- ไอออนออกจากนํ้ าทะเลได และเปนวิธีการผลิตนํ้ าจืดจากนํ้ าทะเลวิธีหนึ่ง

26. เซลลเชื้อเพลิงไฮโดรเจน-ออกซิเจน เกิดปฏิกิริยาในสารละลายเบส (OH-) ดังนี้

แอโนด (-) :

แคโทด (+) :

+

2H (g) + 4OH (aq) 4H O(l) + 4e E = +0.832

2 - -→ o

O (g) + 2H O(l) + 4e 4OH (aq) E = +0. 402 2

- -→ o

โวลต

โวลต

ขั้วไฟฟาใชคารบอนที่มีรูพรุนที่ผิวมี Pt หรือ Pd เปนตัวเรง

ปฏิกิริยารวม : 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)∴ E°cell = +0.83 + 0.40 โวลต

= +1.23 โวลตหรือแทนคาดวย E° ของปฏิกิริยารีดักชัน

E°cell = E°cathode - E°anode= +0.40 - (-0.83)= +1.23 โวลต

27. เซลลเชื้อเพลิงโพรเพน-ออกซิเจน เกิดปฏิกิริยาในสารละลายกรด (H+) ดังนี้

แอโนด (-) : C3H8(g) + 6H2O(l) → 3CO2(g) + 20H (aq)+ + 20e-

+

แคโทด (+) : 5O2(g) + 20H (aq)+ + 20e- → 10H2O(l)

ปฏิกิริยารวม : C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H2O(l)

ปฏิกิริยาในเซลลเชื้อเพลิงโพรเพน-ออกซิเจนนี้เหมือนกับปฏิกิริยาการสันดาปของกาซโพรเพน เซลลนี้อาจใหประสิทธิภาพในการทํ างานสูงประมาณ 2 เทาของเครื่องยนตสันดาปภายใน

213เคมี

28. แบตเตอรี่อิเล็กโทรไลตแข็ง

��

Li+

แอโนด แคโทด

อิเล็กโทรไลตแข็ง(สารพอลิเมอร)

Li TiS2

แอโนด (-) : Li(s) → Li+(s) + e-

+แคโทด (+) : TiS2(s) + e-

→ TiS2-(s)

ปฏิกิริยารวม : Li(s) + TiS2(s)

→ Li+(s) + TiS2-(s)


1. กํ าหนดปฏิกิริยาใหดังนี้ก. 2H+(aq) + 2e-

→ H2(g) E° = 0.00 Vข. 2H2O(l) + 2e-

→ H2(g) + 2OH-(aq) E° = -0.83 Vค. O2(g) + 2H2O(l) + 4e-

→ 4OH-(aq) E° = +0.40 Vง. O2(g) + 4H+(aq) + 4e-

→ 2H2O(l) E° = +1.23 Vขอใดเกี่ยวของกับปฏิกิริยาในเซลลเชื้อเพลิงไฮโดรเจน-ออกซิเจน และศักยไฟฟาของเซลลมีคากี่โวลต1) ก. และ ค., 0.40 2) ข. และ ค., 1.23 3) ก. และ ง., 1.23 4) ข. และ ง., 2.06

2. ขอใดเกิดการผุกรอนของตะปูเหล็กนอยที่สุด1) ตะปูที่วางไวในอากาศ 2) ตะปูที่ตอกับขั้วลบของถานไฟฉาย3) ตะปูที่ตอกับขั้วดีบุก 4) ตะปูที่นํ าไปผานการอะโนไดซ

3. พิจารณาขอความเกี่ยวกับการชุบชอนสังกะสีดวยโลหะเงินโดยวิธีอิเล็กโทรลิซิสก. สารละลายอิเล็กโทรไลตที่ใชคือ Ag+

ข. ชอนสังกะสีเปนแคโทด ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นคือ Ag+ + e- → Ag

ค. ชอนสังกะสีเปนแอโนด โดยนํ าชอนสังกะสีตอเขากับขั้วลบของแบตเตอรี่ง. แทงเงินเปนแอโนด และตอแทงเงินเขากับขั้วลบของแบตเตอรี่

ขอสรุปใดถูก1) ก. และ ข. เทานั้น 2) ข. และ ง. เทานั้น 3) ก., ข. และ ค. 4) ก., ข. และ ง.

214 เคมี

4. เซลลถานไฟฉายมีอิเล็กโทรไลตเปน NH4Cl (ชื้น) + ZnCl2 + MnO2 มีแทงแกรไฟตเปนแคโทด ปฏิกิริยาที่ขั้วลบเปนดังขอใด1) Zn2+(aq) + 2e-

→ Zn(s)2) 2MnO2(s) + H2O(l) + 2e-

→ Mn2O3(s) + 2OH-(aq)3) Zn(s)

→ Zn2+(aq) + 2e-4) Mn2+(aq)

→ Mn3+(aq) + e-5. จงพิจารณาขั้นตอนในการผลิตโลหะแมกนีเซียมจากนํ้ าทะเลตอไปนี้

ก. ทํ า Mg ใหเปนของเหลวข. เติมสารละลายเบสลงในนํ้ าทะเลค. กรดไฮโดรคลอริกทํ าปฏิกิริยากับ Mg(OH)2ง. ระเหยแหงจ. แยกดวยไฟฟา

การเรียงลํ าดับขั้นตอนในการผลิตโลหะแมกนีเซียมจากนํ้ าทะเล ขอใดถูกตอง1) ข., ก., ค., ง. และ จ. 2) ข., ค., ง., ก. และ จ.3) ข., ง., ก., ค. และ จ. 4) ก., จ., ข., ค. และ ง.

6. ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในเซลลสะสมไฟฟาแบบตะกั่วในชวงจายไฟเปนดังนี้

ที่ขั้ว A : PbO2(s) + SO42-(aq) + 4H+(aq) + 2e-

→ PbSO4(s) + 2H2O(l)ที่ขั้ว B : Pb(s) + SO4

2-(aq) → PbSO4(s) + 2e-

ขอความตอไปนี้ขอใดผิด1) ในการอัดไฟจะตองตอขั้ว A และ B ของเซลลกับขั้วบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่ตามลํ าดับ2) เซลลสะสมไฟฟาแบบตะกั่วจะจายกระแสไฟฟาจนกระทั่งความตางศักยระหวางขั้วหมดไป3) เซลลสะสมไฟฟาแบบตะกัว่ จะจายกระแสไฟฟาจนกระทัง่ความเปนกรดของสารละลายในเซลลลดลงถงึระดบัหนึ่ง4) ในการจายไฟ กระแสไฟฟาไหลจากขั้ว B ไปขั้ว A

7. ในการอิเล็กโทรลิซิสสารละลายโซเดียมคลอไรดเขมขน จะตองใชขอใดเปนแคโทดและแอโนด จึงจะไดโซเดียม

แคโทด แอโนด1)2)3)4)

แพลทินัมแกรไฟตเมอคิวรีแกรไฟต

แพลทินัมแกรไฟตแกรไฟตเมอคิวรี

8. ในการอิเล็กโทรลิซิสสารละลายโซเดียมซัลเฟต อัตราสวนปริมาตรของแกสที่แอโนดและแคโทดเปนเทาใด1) 1 : 1 2) 1 : 2 3) 2 : 1 4) 1 : 8

215เคมี

9. M และ N เปนอิเล็กโตรดทองแดง ปฏิกิริยาใดเกิดที่อิเล็กโตรดของ M

��

M N

CuSO (aq)4

1) Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s) 2) Cu(s)

→ Cu2+(aq) + 2e-3) 2H+(aq) + 2e-

→ H2(g) 4) 4OH-(aq) → 2H2O(l) + O2(g) + 4e-

10. ปฏิกิริยาขอใดเกิดที่แอโนดระหวางอิเล็กโทรลิซิสก. Fe2+(aq) + 2e-

→ Fe(s)ข. 4OH-(aq)

→ O2(g) + 2H2O(l) + 4e-ค. 2Br-(aq) + 2e-

→ Br2(g)1) ก. เทานั้น 2) ค. เทานั้น 3) ก. และ ข. เทานั้น 4) ข. และ ค. เทานั้น

11. กํ าหนด E° ใหดังนี้I. Na+(aq) + e-

→ Na(s) E° = -2.71 VII. 12 S2O8

2-(aq) + e- → SO4

2-(aq) E° = +2.01 V

III. 12 O2(g) + 2H+(aq) + 2e- → H2O(l) E° = +1.23 V

IV. 2H2O(l) + 2e- → H2(g) + 2OH-(aq) E° = -0.83 V

เมื่อทํ าการแยกสลายสารละลาย Na2SO4 ที่มีนํ้ าเปนตัวทํ าละลายดวยกระแสไฟฟา ขอใดตอไปนี้แสดงการเกิดปฏิกิริยาที่ถูกตองที่แอโนดและแคโทด

แอโนด แคโทด1)2)3)4)

IIIIIIIII

IVIIII

216 เคมี

12. ถาตองการปองกันการผุกรอนของดีบุกดวยวิธีอะโนไดซ จะตองนํ าดีบุกไปตอกับขั้วใดของแบตเตอรี่ และจะมีการเปลี่ยนแปลงที่ขั้วดีบุกอยางไร

ตอกับขั้วแบตเตอรี่ ขั้วดีบุกเกิด1)2)3)4)

ขั้วบวกขั้วบวกขั้วลบขั้วลบ

ดีบุกดีบุกออกไซด

ดีบุกดีบุกออกไซด

เฉลย

1. 2) 2. 2) 3. 1) 4. 3) 5. 2) 6. 4) 7. 3) 8. 2) 9. 1) 10. 4)11. 1) 12. 2)

สมดุลเคมี - Saard KMkm.saard.ac.th/files/150331099362662_15120919192542.pdf166...

Documents

Transcript of สมดุลเคมี - Saard KMkm.saard.ac.th/files/150331099362662_15120919192542.pdf166...