Small scale สำหรับเคมี ม.ปลาย

หลักการของการทดลอง

                  กรดสามารถแตกตัวเป็นไอออนได้ในสารละลายที่มีน้ำเป็นตัวทำละลายและมีไฮโดรเจนไอออนเกิดขึ้น ความแรงของกรดขึ้นอยู่กับความสามารถในการแตกตัวเป็นไอออนได้สมบูรณ์มากน้อยเพียงใด กรดแก่แต่ละตัวเป็นไอออนได้สมบูรณ์ ในขณะที่กรดอ่อนสามารถแตกตัวได้เพียงบางส่วนที่สภาวะสมดุล ในทำนองเดียวกันกับปฏิกิริยาผันกลับได้อื่น ๆ การแตกตัวเป็นไอออนของกรดอ่อนสามารถเขียนอธิบายได้ในรูปของค่าคงที่สมดุล เรียกว่า ค่าคงที่ของการแตกตัวเป็นไอออนของกรด (Ka) ซึ่งเป็นค่าที่แสดงถึงความแรงของกรดอ่อน

                  ในการทดลองนี้จะเปรียบเทียบความแรงของกรดแต่ละชนิดโดยการวัดค่า pH ของสารละลายกรดและคำนวณค่าKa

สำหรับการทดลองที่จะนำเสนอการทดลองเรื่อง การเปรียบเทียบความแรงของกรด

เราจะไม่ใช้เครื่องแก้วเลยสำหรับการทดลองชุดนี้ แต่เป็นการ DIY เอาอุปกรณ์ง่ายๆ มาใช้ในการทดลอง นั้นคือ

1. well plate ขนาด 24 หลุ่ม (สำหรับคนที่ไม่มี อาจจะใช้เป็นแผงยาได้)
2. หลอดหยดพลาสติก
3. ไม้จิ้มฟัน
4. แก้วน้ำพลาสติกขนาดเล็ก

และสำหรับสารเคมีก็จะมีดังนี้

1. 0.1000 M boric acid (H3BO3)

2. 0.1000 M citric acid (H3C6H5O7)

3. 0.1000 M hydrogen peroxide (H2O2)

4. indicator หรือ กระดาษ pH

วิธีการทดลอง

1. ใช้หลอดหยดดูดน้ำกลั่นแล้วหยดลงในไมโครเพลททุกหลุมในแถวที่ 2 และ 3 หลุมละ 18 หยด

                  2. หยด 0.100 M Boric acid จำนวน 20 หยด ลงในหลุม A1  บันทึกชื่อกรดและความเข้มข้นของกรดลงในตารางบันทึกผลการทดลอง

                  3. นำสารละลายในหลุม A1 จำนวน 2 หยด ใส่ลงในหลุ่ม A2 ที่มีน้ำกลั่นอยู่ จากนั้นคนสารละลายให้เข้ากันโดยใช้หลอดหยด

                  4. . นำสารละลายในหลุม A2 จำนวน 2 หยด ใส่ลงในหลุ่ม A3 ที่มีน้ำกลั่นอยู่ จากนั้นคนสารละลายให้เข้ากันโดยใช้หลอดหยด

                  5. ทำซ้ำตามขั้นตอนข้อ 2-4 แต่เปลี่ยนสารเป็น citric acid, hydrogen peroxide, permanganic acid และหยดกรดใส่ในหลุมของแถว B C และ D ตามลำดับ

                  6.ใช้กระดาษ pH วัดค่า pH ในสารละลายหลุม A1-D1 และ A3-D3 บันทึกค่า pH ในตารางบันทึกผล

วิเคราะห์ผลการทดลอง

1. คำนวณความเข้มข้นเริ่มต้นของกรดในหลุม A3-D3 (คำใบ้ : มีการเจือจากหลุม A1-D1 10 เท่า จำนวน 2 ครั้ง )

2. คำนวณค่าความเข้มข้นของ H+ ในหลุม A1-D1 และ A3-D3 ที่สภาวะสมดุล (คำใบ้ : พิจารณาความสัมพันธ์ของค่าpH และความเข้มข้นของ H+)

3. คำนวณความเข้มข้นของกรดในหลุม A1-D1 และ A3-D3 ที่สภาวะสมดุล (คำใบ้ : ที่สมดุล ความเข้มข้นของกรดคือผลต่างระหว่างความเข้มข้นของกรดเริ่มต้น- [H+] 

4. คำนวณค่าคงที่การแตกตัวของกรด (Ka) สำหรับกรดแต่ละชนิด โดยใช้ความเข้มข้นที่สภาวะสมดุลของกรด และ[H+] ในหลุม A1-D1 และ A3-D3

5. หาค่าเฉลี่ยของค่าคงที่การแตกตัวของกรด (Ka)  แต่ละชนิด