นโยบายการจัดการความรู้ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ 1.ให้ใช้เครื่องมือการจัดการความรู้ผลักดัน คุณภาพคน และกระบวนทำงาน 2.ส่งเสริมการแลกเปลี่ยนประสบการณ์การทำงาน จากหน้างาน 3.ส่งเสริมให้มีเวทีเรียนรู้ร่วมกัน

คนธรรมดา
Ico64
เครือข่าย
สมาชิก · ติดตาม: 5 · ผู้ติดตาม: 22

อ่าน: 2308
ความเห็น: 2

PSUไบโอดีเซล 17: แนวคิดของกรดและเบส

ช่วงนี้กำลังติดลมบนกับงานวิชาการ เลยบันทึกได้อย่างต่อเนื่อง ความมุ่งมั่นพุ่งไปถึงกับตั้งเป้าหมายว่า ถ้าบันทึกได้ทุกวัน ภายในเดือนมกราคม 2555 น่าจะได้หนังสือขนาด 150 หน้า สัก 1 เล่ม

หนังสือเล่มนี้เขียนสนุก เพราะเราออกแบบเอง คือนึกอย่างใส่เนื้อหาอะไรที่เกี่ยวข้องก็ใส่ลงไป เป็นส่วนหนึ่งของประสบการณ์การทำงาน ที่คิดว่าจะต้องมีต้องใช้ครับ ช่วงนี้คงกระโดดนิดหนึ่ง อาจเอาช่วงต้นๆ มาเขียนในตอนท้าย แต่ตั้งใจว่าจะไปเรียบเรียงภายหลัง

 

แนวคิดของกรดและเบส

 

สารประกอบทั้งสารอินทรีย์และอนินทรีย์สามารถจัดเข้าอยู่ทั้งในประเภทกรดและเบส แนวคิดที่เป็นประโยชน์มากของกรดและเบสในส่วนที่เกี่ยวข้องกับไบโอดีเซลคือการเป็นตัวให้โปรตอน (proton donors) ของกรด และการเป็นตัวรับโปรตอน (proton acceptors) ของเบส ซึ่งจะเรียกว่าเป็นกรดและเบสของ Brønsted-Lowery  ปฏิกิริยากรด-เบสคือการถ่ายโอน (transfer) ของโปรตอนจากกรดไปสู่เบส โดยโปรตอนคือไฮโดรเจนอะตอมที่ไม่มีอิเล็กตรอน โปรตอนมีประจุบวกและมักเขียนด้วยสัญลักษณ์ H+

 

นิยามทั่วไปของกรดมีอยู่ 3 นิยามคือ นิยามของ Arrhenius ที่ระบุว่ากรดคือสารที่เพิ่มความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออน (H3O+) ในสารละลาย  นิยามของ Brønsted-Lowery ได้ขยายขอบเขตเพิ่มขึ้นดังได้กล่าวไว้แล้วว่าเป็นตัวให้โปรตอน ดังนั้นแอลกอฮอล์จึงจัดว่าเป็นกรดตามนิยามนี้  และสุดท้ายคือนิยามกรดของ Lewis ที่ระบุว่ากรดคือสารที่รับคู่อิเล็กตรอน (electron-pair acceptors) จึงรวมเอาแคตไอออนของโลหะทุกชนิดไว้เป็นกรดด้วย และยังรวมโมเลกุลที่พร่องอิเล็กตรอน เช่น boron trifluoride และ aluminium trichloride ไว้เป็นกรดเช่นกัน

 

สารประกอบที่จะมีพฤติกรรมเป็นกรดหรือเบสนั้นขึ้นอยู่กับอะตอมบางชนิดที่ประกอบขึ้นเป็นโมเลกุล สารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยโตรเจนมักมีลักษณะเป็นเบส ในขณะที่สารประกอบที่ประกอบด้วยออกซิเจนในเทอมของ หมู่ไฮดรอกซี (OH) มักมีคุณลักษณะเป็นกรด โดยกรดและเบสจะแตกตัวไปเป็นไอออนมากกว่าคงรูปเป็นอะตอมในสารละลาย

 

น้ำ (water)

หากจะเรียนรู้เรื่องกรด-เบสให้เข้าใจดีเราก็คงต้องมาเริ่มต้นที่น้ำก่อน เพราะโดยปกติเรามักจะพูดถึงปฏิกิริยากรด-เบสในสภาวะสารละลายน้ำเจือจาง (aqueous)  โดยพื้นฐานของปฏิกิริยากรด-เบสแล้วจะมาจากการแตกตัวของน้ำ

โดยนิยามกรดของ Arrhenius

                     H2O(l) + H2O(l) is in equilibrium with H3O+(aq) + OH(aq)

หรืออีกรูปแบบหนึ่งที่มักใช้ในการพัฒนาค่า pH

                                  H2 H+ + OH-                 

ในปฏิกิริยานี้น้ำจะแตกตัวก่อเกิดเป็นไฮโดรเจนไอออน (H+) และไฮดรอกไซด์ไอออน (OH-) ในน้ำบริสุทธิ์เรานิยามค่าคงตัวสมดุลของน้ำได้คือ

                              Kw =[H+][OH-] = 1.00 x10 -14

เมื่อ:  Kw คือค่าคงตัวสมดุลของน้ำที่ 25 °C

        [H+], [OH-] คือความเข้มข้นโมลาร์ของไฮโดรเจนไอออน และ ไฮดรอกไซด์ไอออน ตามลำดับ

ค่าคงตัวสมดุลของน้ำ ( 1.00 x 10 -14) มีค่าน้อยกว่า 1 แสดงว่าปฏิกิริยาที่สามารถผันกลับได้นี้มักจะอยู่ในด้านสารเข้าทำปฏิกิริยา คือ น้ำ ดังนั้นน้ำจึงยากที่จะแตกตัว และเป็นตัวนำไฟฟ้าที่เลว

 

พีเอช (pH)

ตามธรรมชาติแล้วน้ำมีพฤติกรรมเป็นทั้งกรดและเบส สภาพกรด (acidity) หรือสภาพเบส (basicity) ของสารใดๆ นั้น มักระบุได้ด้วยค่า pH ซึ่งนิยามไว้ดังนี้

                                        pH = -log[H+]

 

ที่จุดสมดุล ความเข้มข้นของ H+ คือ 1.00 x 10-7 ดังนั้นเราสามารถคำนวณค่า pH ของน้ำที่สมดุลได้ดังนี้                                         

               pH = -log[H+]= -log[1.00 × 10-7] = 7.00

สารละลายที่มี pH 7 จะถูกเรียกว่าเป็นกลาง (neutral) สารละลายที่มีค่า pH ต่ำกว่า 7 จะเรียกว่าเป็นกรด และถ้าสูงกว่า 7 ก็เรียกว่าเป็นเบส

 

pOH เป็นการวัดค่าสภาพกรดของสารละลายอีกวิธีหนึ่ง ซึ่งตรงกันข้ามกับการหา pH ค่า pOH ที่สูงแสดงความเป็นกรดของสารละลาย ในขณะที่ค่า pOH ที่ต่ำหมายถึงสภาพเบสของสารละลาย

 

               pOH = -log[OH-]

               pH + pOH = 14.00 ที่ 25°C

 

เกลือ (salt)

 

เกลือจะก่อเกิดเมื่อกรดและเบสมาทำปฏิกิริยากัน กรดจะปล่อยไฮโดรเจนไอออน (H+) ในขณะที่เบสปล่อยไอออน OH-กระบวนการนี้เรียกว่าไฮโดรไลซิส (hydrolysis) ค่า pH ของเกลือจะขึ้นอยู่กับความแรง (strength) ของกรดและเบสเริ่มต้น

 

กรด

เบส

pH ของเกลือ

แก่

แก่

pH = 7

อ่อน

แก่

pH > 7

แก่

อ่อน

pH < 7

อ่อน

อ่อน

ขึ้นอยู่กับว่ากรดหรือเบสตัวใดแก่กว่า

 

ช่วงนี้ดูเป็นพื้นฐานมากเลย แต่นั่นละครับ นักศึกษาก็ยังอาจไม่รู้ตรงนี้ได้

 

ผม..เอง

หมวดหมู่บันทึก: การเรียนการสอน
สัญญาอนุญาต: ซีซี: แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-อนุญาตแบบเดียวกัน Cc-by-nc-sa
สร้าง: 21 พฤศจิกายน 2554 16:49 แก้ไข: 31 มกราคม 2555 20:07 [ แจ้งไม่เหมาะสม ]
ดอกไม้
สมาชิกที่ให้กำลังใจ: Ico24 Our Shangri-La, Ico24 anni, และ 5 คนอื่น.
สมาชิกที่ให้กำลังใจ
 
Facebook
Twitter
Google

บันทึกอื่นๆ

ความเห็น

อย่าว่าแต่นักศึกษาเลยครับ ผมเองก็ทำลืมไปหมดแล้ว

อิอิอิ

เราเอง

พื้นฐานสิครับสำคัญ ลุยยาวเลยครับ จะตามอ่าน หากได้หนังสืออกมาสักเล่ม จะรีบอุดหนุนเลยครับ อย่าลืมส่งมาให้ด้วยนะครับ

 

เอิ้ก เอิ้ก

 

"ใจสั่งมา"

ร่วมแสดงความเห็นในหน้านี้

ชื่อ:
อีเมล:
IP แอดเดรส: 3.214.184.124
ข้อความ:  
เรียกเครื่องมือจัดการข้อความ
   
ยกเลิก หรือ