8. การไทเทรตกรด-เบส (Acid-Base Titration)

การไทเทรตกรด-เบส

(Acid-Base Titration)

ถ้าเอ่ยถือการไทเทรตแล้ว ทุกคนคงจะคิดว่าเป็นเรื่องที่ยาก และซับซ้อนที่สุดในเรื่องกรด-เบส แถมเนื้อหายังเยอะมากๆด้วย เค้าคนหนึ่งที่คิดแบบนั้น วันนี้เค้าเอาเรื่องที่ยากๆมาสรุปให้ดู เผื่อว่าทุกคนรู้สึกดีกับมันบ้างไม่มากก็น้อย หรือว่าจะแย่กว่าเดิมก็ไม่รู้นะ >>> มาเริ่มเลยดีกว่า>>>

สำหรับการไทเทรตกรดเบส ถือว่าเป็นกระบวนการวิเคราะห์หาปริมาณของกรดหรือเบส โดยให้สารละลายกรดหรือเบสทำปฏิกิริยาพอดีกับสารละลายมาตรฐาน เบสหรือกรดซึ่งทราบความเข้มข้นที่แน่นอน และใช้อินดิเคเตอร์เป็นสารที่บอกจุดยุติ ด้วยการสังเกตจากสีที่เปลี่ยน ขณะไทเทรตค่า pHจะเปลี่ยนไป ถ้าเลือกใช้อินดิเคเตอร์เหมาะสม จะบอกจุดยุติใกล้เคียงกับจุดสมมูล

หรือพูดให้เพื่อนๆ และทุกคนเข้าใจง่ายๆ ก็คือ การไทเทรต มันก็เป็นวิธีการหาความเข้มข้นหรือปริมาณของสารในสารละลายตัวอย่าง โดยให้ทำปฏิกิริยาสารที่ทราบความเข้มข้น (สารละลายมาตรฐาน) และวัดปริมาตรของสารที่ทำปฏิกิริยาพอดีกัน ขอเน้นว่าพอดีกันนะจ๊ะ

เครื่องมือและอุปกรณ์ที่ใช้ในการไทเทรต

ในการวัดปริมาตรของสารละลายในการไทเทรต จะต้องใช้อุปกรณ์ที่วัดปริมาตรได้ละเอียด ได้แก่ บิวเรต ปิเปตต์ ดังรูป

จุดสมมูลหรือจุดสะเทิน ( Equivalence point)

จุดสมมูลหรือจุดสะเทิน ( Equivalence point) คือ จุดที่กรดและเบสทำปฏิกิริยาพอดีกัน เน้นว่าพอดีกันอีกแล้วนะจ๊ะ โดยที่จุดสมมูลจะมี pH เป็นอย่างไรนั้นขึ้นอยู่กับชนิดของกรดและเบสที่นำมาไทเทรต และขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของกรดและเบส

จุดยุติ (End point)

จุดยุติ (End point) คือ จุดที่อินดิเคเตอร์เปลี่ยนสีขณะไทเทรตกรด-เบสอยู่ หรือจะเรียกว่าเป็นจุดที่หยุดการไทเทรตก็ได้นะ โดยที่จุดยุติจะใกล้เคียงกับจุดสมมูลได้นั้นต้องเลือกอินดิเคเตอร์ที่เหมาะสมสำหรับในทางปฏิบัติแล้วถือว่าจุดยุติเป็นจุดเดียวกับจุดสมมูล

อินดิเคเตอร์กับการไทเทรตกรด-เบส

อินดิเคเตอร์กรด-เบสที่เหมาะสมกับปฏิกิริยาการไทเทรตจะต้องมีค่าpHที่จุดกึ่งกลางช่วงการเปลี่ยนสีใกล้เคียงหรือเท่ากับ pHที่จุดสมมูลของปฏิกิริยา นอกจากนี้การเลือกใช้อินดิเคเตอร์กรด-เบสต้องพิจารณาสีที่ปรากฎ จะต้องมีความเข้มมากพอที่จะมองเห็นได้ง่าย หรือเห็นการเปลี่ยนสีได้ชัดเจน ช่วงการเปลี่ยนสีของอินดิเคเตอร์จะเกิดขึ้นในช่วง 2 หน่วยpH

การเลือกอินดิเคเตอร์มันก็ขึ้นอยู่กับชนิดของปฏิกิริยาระหว่างกรดกับเบส เพราะที่จุดสมมูลของแต่ละปฏิกิริยานั้น มีค่า pH ที่ต่างกัน

*** สำหรับเรื่องการเปลี่ยนสีของอินดิเคเตอร์ ลองไปดูจากเรื่องที่ 6 อินดิเตอร์ดูนะ***

กราฟของการไทเทรต

กราฟของการไทเทรตจะช่วยในการเลือกอินดิเคเตอร์ที่เหมาะสมได้ดี เพราะกราฟจะแสดงค่า pH ของสารละลายขณะไทเทรต ตั้งแต่ก่อนจุดสมมูล ที่จุดสมมูล และหลังจุดสมมูล จุดที่ pH ของสารละลายเปลี่ยนแปลงมาก ซึ่งเป็นจุดสมมูลนั้น จะบอกช่วง pH ของอินดิเคเตอร์ที่จะเลือกใช้ ในการพิจารณาเลือกอินดิเคเตอร์ จากกราฟของการไทเทรตจะแบ่งออกตามชนิดของปฏิกิริยาดังนี้ อย่าลืมดูกราฟทั้ง 3 กราฟจาก slide ข้างล่างนี้ควบคู่ไปด้วยนะจ๊ะ

1.อินดิเคเตอร์สำหรับปฏิกิริยาระหว่างกรดแก่กับเบสแก่

จากกราฟ จะเห็นว่าค่า pH เปลี่ยนแปลงรวดเร็วที่จุดใกล้ๆ จุดยุติ (ตั้งแต่ pH 4-10) ดังนั้นอินดิเคเตอร์ที่มีช่วง pH ของการเปลี่ยนแปลงสีระหว่าง 4 ถึง 10 ก็สามารถนำมาใช้ได้ ซึ่งอินดิเคเตอร์ที่เหมาะสมที่อาจใช้ได้ ได้แก่ เมทิลเรด (4.4-6.2) โบรโมไทมอลบลู (6.0-7.5) และฟีนอล์ฟทาลีน(8.2-10.0) แต่เรามักจะนิยมใช้ฟีนอล์ฟทาลีน เพราะสังเกตการเปลี่ยนแปลงสีได้ชัดเจนกว่านะ สำหรับโบรโมคลีซอล กรีน (3.8-5.4) ไม่เหมาะสมที่จะใช้เป็นอินดิเคเตอร์สำหรับกรดแก่และเบสแก่ เพราะช่วงเปลี่ยนสีที่เป็นรูปเบสของอินดิเคเตอร์ จะเกิดก่อนจุดสมมูลทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนในการบอกจุดยุติ

2.อินดิเคเตอร์สำหรับปฏิกิริยาระหว่างกรดอ่อนกับเบสแก่

การเลือกอินดิเคเตอร์สำหรับการไทเทรตกรดอ่อน เช่น กรดแอซิติก กับเบสแก่ เช่น NaOH จะมีข้อจำกัดมากกว่าที่จุดสมมูลของการไทเทรต สารละลายจะมีโซเดียมแอซิเตต ทำให้สารละลายเป็นเบส มี pH มากกว่า 7

จากกราฟจะเห็นได้ว่า เมทิลเรด จะเปลี่ยนสีก่อนจุดสมมูลจึงไม่เหมาะที่จะใช้เป็นอินดิเคเตอร์สำหรับกรดแอซิติกกับ NaOH (เข้มข้น 0.100 M) ฟีนอล์ฟทาลีนเปลี่ยนสีที่ช่วงจุดสมมูลพอดี โบรโมไทมอลบลู อาจจะใช้เป็นอินดิเคเตอร์ได้ดี เมื่อใช้สีมาตรฐานเทียบ

3.อินดิเคเตอร์สำหรับปฏิกิริยาระหว่างกรดแก่กับเบสอ่อน

การเปลี่ยนแปลง pH ของสารละลายขณะไทเทรตเบสอ่อน เช่น NH3 กับกรดแก่ เช่น HCl จะค่อยๆ ลดลง เมื่อใช้ HCl เป็นสารมาตรฐาน ที่จุดยุติจะได้เกลือ NH4Cl และ pH <7

จากกราฟเราสามารถพิจารณาช่วง pH 3-7.5 ในการเลือกอินดิเคเตอร์ ซึ่งเราอาจใช้โบรโมไทมอลบลูหรือเมทิลเรดได้ แต่ไม่ควรใช้ฟีนอล์ฟทาลีนเพราะช่วง pH ของฟีนอล์ฟทาลีนมากกว่า 7 ทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนในการบอกจุดสมมูล

>>>>>>> จบแล้วจ้า มึนไปเลยใช่มั๊ย คนทำยังมึนเองเลยยยยยยยย<<<<<<<

จัดทำโดย... น.ส.พัฒน์ทนันท์ พรหมพงษ์ รหัส 52050892

คณะวิทยาศาสตร์ สาขาเคมีทรัพยากรสิ่งแวดล้อม