Skip to content · ⁨ข้ามไปยังเนื้อหา⁩

Equilibria · ⁨สมดุลทางเคมี⁩

A-Level Chemistry · ⁨Chemistry A-Level⁩ · Topic 7 · ⁨หัวข้อ 7⁩

Video lesson for this topic · ⁨บทเรียนวิดีโอสำหรับหัวข้อนี้⁩ Open the video page · ⁨เปิดหน้าวิดีโอ⁩
10:12

สมดุลทางเคมี

ปฏิกิริยากลับด้านบางชนิดไม่เคยจบ คุณผสมสารตั้งต้น สีเปลี่ยน แล้วทุกอย่างหยุดไปกลางทาง ทิ้งไว้สัปดาห์หนึ่งดู…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨การบรรยายภาษาอังกฤษ · คำบรรยายภาษาอังกฤษ + 中文 ลอยตัวบนภาพ⁩

7.1

Reversible reactions and dynamic equilibrium · ⁨ปฏิกิริยาที่ย้อนกลับและสมดุลพลวัต⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English
  1. (a) understand what is meant by a reversible reaction (b) understand what is meant by dynamic equilibrium in terms of the rate of forward and reverse reactions being equal and the concentration of reactants and products remaining constant (c) understand the need for a closed system in order to establish dynamic equilibrium
  2. define Le Chatelier’s principle as: if a change is made to a system at dynamic equilibrium, the position of equilibrium moves to minimise this change
  3. use Le Chatelier’s principle to deduce qualitatively (from appropriate information) the effects of changes in temperature, concentration, pressure or presence of a catalyst on a system at equilibrium
  4. deduce expressions for equilibrium constants in terms of concentrations, $K_c$
  5. use the terms mole fraction and partial pressure
  6. deduce expressions for equilibrium constants in terms of partial pressures, $K_p$ (use of the relationship between $K_p$ and $K_c$ is not required)
  7. use the $K_c$ and $K_p$ expressions to carry out calculations (such calculations will not require the solving of quadratic equations)
  8. calculate the quantities present at equilibrium, given appropriate data
  9. state whether changes in temperature, concentration or pressure or the presence of a catalyst affect the value of the equilibrium constant for a reaction
  10. describe and explain the conditions used in the Haber process and the Contact process, as examples of the importance of an understanding of dynamic equilibrium in the chemical industry and the application of Le Chatelier’s principle
ไทย
  1. (ก) เข้าใจความหมายของ ปฏิกิริยาที่ย้อนกลับได้ (ข) เข้าใจความหมายของ สมดุลพลวัต ในแง่ที่อัตราของปฏิกิริยารวมไปและปฏิกิริยาย้อนกลับมีค่าเท่ากัน และความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์คงที่ (ค) เข้าใจความจำเป็นของการใช้ระบบปิดเพื่อให้เกิดขึ้นสมดุลพลวัต
  2. นิยาม กฎของเลอชาเตอลิเยร์ ว่า: หากมีการเปลี่ยนแปลงกับระบบที่อยู่ในสมดุลพลวัต ตำแหน่งสมดุลจะเคลื่อนที่เพื่อลดทอนการเปลี่ยนแปลงนั้น
  3. ใช้กฎของเลอชาเตอลิเยร์เพื่อหาผลกระทบเชิงคุณภาพ (จากข้อมูลที่เหมาะสม) ของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ความเข้มข้น ความดัน หรือการมีตัวเร่งปฏิกิริยาต่อระบบที่อยู่ภายใต้สมดุล
  4. หาสมการสำหรับ ค่าคงที่สมดุล ในรูปของความเข้มข้น, $K_c$
  5. ใช้คำว่า เศษส่วนโมล และ ความดันย่อย
  6. หาสมการสำหรับค่าคงที่สมดุลในรูปของความดันย่อย, $K_p$ (ไม่จำเป็นต้องใช้ความสัมพันธ์ระหว่าง $K_p$ และ $K_c$)
  7. ใช้ $K_c$ และ $K_p$ เพื่อทำการคำนวณ (การคำนวณดังกล่าวจะไม่ต้องการการแก้สมการกำลังสอง)
  8. คำนวณปริมาณที่มีอยู่เมื่อถึงสมดุล จากข้อมูลที่เหมาะสม
  9. ระบุว่าการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ความเข้มข้น หรือความดัน หรือการมีตัวเร่งปฏิกิริยา มีผลต่อค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยาหรือไม่
  10. อธิบายและอธิบายเงื่อนไขที่ใช้ใน กระบวนการฮาเบอร์ และ กระบวนการคอนแทค เป็นตัวอย่างถึงความสำคัญของการเข้าใจสมดุลพลวัตในอุตสาหกรรมเคมีและการประยุกต์ใช้กฎของเลอชาเตอลิเยร์

Source: Cambridge International syllabus · ⁨แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International⁩

English
Le Chatelier's principle
Dynamic equilibrium: the rates converge

A reversible reaction 可逆反应 can go both ways. The forward reaction 正反应 makes products; the reverse reaction 逆反应 turns products back into reactants. We show this with the sign $\rightleftharpoons$.

In a closed system 封闭系统 (nothing enters or leaves), the reaction reaches a dynamic equilibrium 动态平衡 when:

  • the rate of the forward reaction equals the rate of the reverse reaction.
  • the concentrations of reactants and products stay constant.

It is called dynamic because both reactions are still happening — they just cancel out. A closed system is needed, or products would escape and equilibrium could never be reached.

ไทย
หลักการของเลอชาเตลียี
สมดุลพลวัต: อัตราจะเข้าใกล้ nhau
สารละลายโคบอลต์(II) คลอไรด์ที่มีสีต่างกัน
โคบอลต์คลอไรด์เปลี่ยนสีเมื่อสมดุลเคลื่อนที่

ปฏิกิริยา ย้อนกลับ สามารถเกิดได้ทั้งสองทิศทาง ปฏิกิริยาไปข้างหน้า สร้างผลิตภัณฑ์; ปฏิกิริยาย้อนกลับ เปลี่ยนผลิตภัณฑ์กลับเป็นสารตั้งต้น เราแสดงสิ่งนี้ด้วยสัญลักษณ์ $\rightleftharpoons$

ในระบบ ปิด (ไม่มีอะไรเข้าหรือออก) ปฏิกิริยาจะถึง สมดุลพลวัต เมื่อ:

  • อัตราของปฏิกิริยาไปข้างหน้าเท่ากับอัตราของปฏิกิริยาย้อนกลับ
  • ความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์คงที่

เรียกว่า พลวัต เพราะปฏิกิริยาทั้งสองยังคงเกิดขึ้นอยู่ — เพียงแต่หักล้างกันเท่านั้น ระบบปิดจำเป็น มิฉะนั้นผลิตภัณฑ์จะหลุดออกไปและไม่สามารถถึงสมดุลได้

กราฟที่อัตราการไปข้างหน้าลดลงและอัตราการย้อนกลับเพิ่มขึ้นจนทั้งสองพบกันและคงที่เท่ากัน
ที่สมดุลพลวัต อัตราไปข้างหน้าและย้อนกลับจะเท่ากัน ทำให้ความเข้มข้นคงที่
Explore · ⁨สำรวจ⁩

Dynamic equilibrium · ⁨สมดุลพลวัต⁩

forward rate = reverse rate · ⁨อัตราข้างหน้า = อัตรากลับ⁩

At equilibrium the position can sit anywhere — change a condition and watch it shift. · ⁨ที่จุดสมดุล ตำแหน่งสามารถอยู่ได้ทุกที่ — เปลี่ยนเงื่อนไขแล้วดูว่ามัน เคลื่อน ไปทางใด⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
reversible reaction/rɪˈvɜːsɪbl rɪˈækʃn/ ปฏิกิริยาที่ย้อนกลับได้
forward reaction/ˈfɔːwəd rɪˈækʃn/ ปฏิกิริยาไปข้างหน้า
reverse reaction/rɪˈvɜːs rɪˈækʃn/ ปฏิกิริยากลับด้าน
closed system/kləʊzd ˈsɪstəm/ ระบบปิด
dynamic equilibrium/daɪˈnæmɪk ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ สมดุลพลวัต
Le Chatelier's principle/lə ˈtʃeɪtlɪəz ˈprɪnsɪpl/ หลักการของเลอชาเตอลิเยร์
equilibrium/ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ จุดดุลยภาพ
catalyst/ˈkætəlɪst/ ตัวเร่งปฏิกิริยา
equilibrium constant/ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm ˈkɒnstənt/ ค่าคงที่สมดุล
Watch lesson · ⁨ดูบทเรียน⁩
7.1

Le Chatelier's principle · ⁨หลักการของเลอชาเตลียี⁩

English

Le Chatelier's principle 勒夏特列原理 says: if you change a system at equilibrium, the position of equilibrium 平衡 moves to oppose (reduce) that change.

Change you make Which way the equilibrium moves
increase concentration of a reactant towards the products
increase pressure towards the side with fewer gas molecules
increase temperature towards the endothermic direction
add a catalyst 催化剂 no shift (it speeds up both ways equally)

A catalyst lets equilibrium be reached faster, but it does not change the position of equilibrium.

ไทย

กฎของเลอชาเตอลิเยร์ ระบุว่า: หากคุณเปลี่ยนแปลงระบบที่สมดุล ตำแหน่งของ สมดุล จะเคลื่อนที่ไปเพื่อต้านทาน (ลดทอน) การเปลี่ยนแปลงนั้น

การเปลี่ยนแปลงที่คุณทำ ทิศทางที่สมดุลเคลื่อนที่
เพิ่มความเข้มข้นของสารตั้งต้น ไปทางผลิตภัณฑ์
เพิ่มความดัน ไปด้านที่มีจำนวนโมเลกุลแก๊สน้อยกว่า
เพิ่มอุณหภูมิ ไปในทิศทาง ดูดความร้อน
เพิ่ม ตัวเร่งปฏิกิริยา ไม่มีการเลื่อนตำแหน่ง (เพราะเร่งได้ทั้งสองทางเท่าๆ กัน)

ตัวเร่งปฏิกิริยาช่วยให้ถึงจุดสมดุลเร็วขึ้น แต่ไม่ได้ทำให้ ตำแหน่ง ของสมดุลเปลี่ยนไป

การเปลี่ยนแปลงสามอย่างพร้อมลูกศรแสดงทิศทางการเคลื่อนที่ของสมดุล: เพิ่มสารตั้งต้นไปทางผลิตภัณฑ์, เพิ่มความดัน hacia ด้านที่มีโมเลกุลน้อยลง, เพิ่มอุณหภูมิไปในทิศดูดความร้อน
กฎของเลอชาเตอลิเยร์: สมดุลจะเลื่อนไปเพื่อต้านทานการเปลี่ยนแปลงเสมอ
Explore · ⁨สำรวจ⁩

Shifting an equilibrium · ⁨การเลื่อนสมดุล⁩

Change the temperature, pressure or concentration and watch the equilibrium shift to oppose your change — Le Chatelier's principle in action. · ⁨เปลี่ยนอุณหภูมิ ความดัน หรือความเข้มข้นและดูว่าสมดุล เลื่อนเพื่อต้านทาน การเปลี่ยนแปลงของคุณ — หลักการของ Le Chatelier正在发挥作用⁩

7.1

Equilibrium constants · ⁨ค่าคงที่สมดุล⁩

English

For a reaction at equilibrium, the equilibrium constant 平衡常数 links the amounts of products and reactants. For the reaction $a\text{A} + b\text{B} \rightleftharpoons c\text{C} + d\text{D}$:

$$K_c = \frac{[\text{C}]^c\,[\text{D}]^d}{[\text{A}]^a\,[\text{B}]^b}$$

where the square brackets mean concentration in $\text{mol dm}^{-3}$.

Worked example. At equilibrium the mixture $\text{H}_2 + \text{I}_2 \rightleftharpoons 2\text{HI}$ has $[\text{H}_2] = 0.20$, $[\text{I}_2] = 0.20$ and $[\text{HI}] = 1.6\ \text{mol dm}^{-3}$. Find $K_c$.

$$K_c = \frac{[\text{HI}]^2}{[\text{H}_2][\text{I}_2]} = \frac{1.6^2}{0.20 \times 0.20} = 64$$

(no units here, because the concentration powers cancel top and bottom).

Worked example (ICE table). $1.00\ \text{mol}$ each of $\text{H}_2$ and $\text{I}_2$ are sealed in a $1.00\ \text{dm}^3$ flask; at equilibrium $0.20\ \text{mol}$ of $\text{H}_2$ remains. Set out an ICE table (Initial, Change, Equilibrium):

$\text{H}_2$ $\text{I}_2$ $2\text{HI}$
Initial 1.00 1.00 0
Change $-0.80$ $-0.80$ $+1.60$
Equilibrium 0.20 0.20 1.60

$0.80\ \text{mol}$ of $\text{H}_2$ reacted, so $2\times0.80 = 1.60\ \text{mol}$ HI formed. In the $1.00\ \text{dm}^3$ flask the concentrations equal the moles, so $K_c = \dfrac{1.60^2}{0.20\times0.20} = 64$.

For reactions of gases, we use partial pressure 分压 instead of concentration. The partial pressure of a gas is the share of the total pressure that it provides. It is found from the mole fraction 摩尔分数 (the fraction of all the moles that are that gas):

$$\text{partial pressure} = \text{mole fraction} \times \text{total pressure}$$

The constant written with partial pressures is $K_p$.

Worked example. A gas mixture holds $2.0\ \text{mol}$ of $\text{N}_2$ and $6.0\ \text{mol}$ of $\text{H}_2$ at a total pressure of $200\ \text{kPa}$. Find the partial pressure of each gas.

There are $8.0\ \text{mol}$ in total, so

$$p(\text{N}_2) = \frac{2.0}{8.0} \times 200 = 50\ \text{kPa}, \qquad p(\text{H}_2) = \frac{6.0}{8.0} \times 200 = 150\ \text{kPa}.$$

Worked example (a numeric $K_p$). For $\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightleftharpoons 2\text{NH}_3$ the equilibrium partial pressures are $p(\text{N}_2)=20$, $p(\text{H}_2)=40$ and $p(\text{NH}_3)=10\ \text{kPa}$. Then

$$K_p = \frac{p(\text{NH}_3)^2}{p(\text{N}_2)\,p(\text{H}_2)^3} = \frac{10^2}{20\times40^3} = 7.8\times10^{-5}\ \text{kPa}^{-2},$$
the units coming from $\dfrac{\text{kPa}^2}{\text{kPa}\times\text{kPa}^3}=\text{kPa}^{-2}$.

Only temperature changes the value of $K_c$ or $K_p$. Changing concentration or pressure shifts the position of equilibrium but leaves the constant unchanged; adding a catalyst changes neither the constant nor the position — it only makes equilibrium arrive faster.

ไทย

สำหรับปฏิกิริยาที่สมดุล ค่าคงที่สมดุล เชื่อมโยงปริมาณของผลิตภัณฑ์และสารตั้งต้น สำหรับปฏิกิริยา $a\text{A} + b\text{B} \rightleftharpoons c\text{C} + d\text{D}$:

$$K_c = \frac{[\text{C}]^c\,[\text{D}]^d}{[\text{A}]^a\,[\text{B}]^b}$$

โดยที่วงเล็บเหลี่ยมหมายถึงความเข้มข้นใน $\text{mol dm}^{-3}$

ตัวอย่างวิธีทำ. ที่สมดุล ผสมสาร $\text{H}_2 + \text{I}_2 \rightleftharpoons 2\text{HI}$ มี $[\text{H}_2] = 0.20$, $[\text{I}_2] = 0.20$ และ $[\text{HI}] = 1.6\ \text{mol dm}^{-3}$. หา $K_c$.

$$K_c = \frac{[\text{HI}]^2}{[\text{H}_2][\text{I}_2]} = \frac{1.6^2}{0.20 \times 0.20} = 64$$

(ไม่มีหน่วยในที่นี้ เพราะกำลังของความเข้มข้นหักล้างกันด้านบนและด้านล่าง)

ตัวอย่างวิธีทำ (ตาราง ICE). $1.00\ \text{mol}$ ของ $\text{H}_2$ และ $\text{I}_2$ ถูกปิดในกระบอก $1.00\ \text{dm}^3$; ที่สมดุล มี $0.20\ \text{mol}$ ของ $\text{H}_2$ เหลืออยู่ จัดทำ ตาราง ICE (เริ่มต้น, การเปลี่ยนแปลง, สมดุล):

$\text{H}_2$ $\text{I}_2$ $2\text{HI}$
เริ่มต้น 1.00 1.00 0
เปลี่ยนแปลง $-0.80$ $-0.80$ $+1.60$
สมดุล 0.20 0.20 1.60

$0.80\ \text{mol}$ ของ $\text{H}_2$ ได้ทำปฏิกิริยา ดังนั้น $2\times0.80 = 1.60\ \text{mol}$ HI จึงเกิดขึ้น ในกระบอก $1.00\ \text{dm}^3$ ความเข้มข้นมีค่าเท่ากับโมล ดังนั้น $K_c = \dfrac{1.60^2}{0.20\times0.20} = 64$.

สำหรับปฏิกิริยาระหว่างแก๊ส เราใช้ ความดันย่อย แทนความเข้มข้น ความดันย่อยของแก๊สคือส่วนหนึ่งของความดันรวมที่แก๊สนั้นให้ไว้ ซึ่งหาได้จาก เศษส่วนโมล (สัดส่วนของโมลทั้งหมดที่เป็นแก๊สนั้น):

$$\text{partial pressure} = \text{mole fraction} \times \text{total pressure}$$

ค่าคงที่ที่เขียนด้วยความดันย่อยคือ $K_p$

ตัวอย่างวิธีทำ. ผสมสารแก๊สมี $2.0\ \text{mol}$ ของ $\text{N}_2$ และ $6.0\ \text{mol}$ ของ $\text{H}_2$ ที่ความดันรวม $200\ \text{kPa}$. หาความดันย่อยของแต่ละแก๊ส

มี $8.0\ \text{mol}$ รวม ดังนั้น

$$p(\text{N}_2) = \frac{2.0}{8.0} \times 200 = 50\ \text{kPa}, \qquad p(\text{H}_2) = \frac{6.0}{8.0} \times 200 = 150\ \text{kPa}.$$

ตัวอย่างวิธีทำ (ค่า $K_p$ แบบตัวเลข). สำหรับ $\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightleftharpoons 2\text{NH}_3$ ความดันย่อยที่สมดุลคือ $p(\text{N}_2)=20$, $p(\text{H}_2)=40$ และ $p(\text{NH}_3)=10\ \text{kPa}$. ดังนั้น

$$K_p = \frac{p(\text{NH}_3)^2}{p(\text{N}_2)\,p(\text{H}_2)^3} = \frac{10^2}{20\times40^3} = 7.8\times10^{-5}\ \text{kPa}^{-2},$$
หน่วยที่ได้จาก $\dfrac{\text{kPa}^2}{\text{kPa}\times\text{kPa}^3}=\text{kPa}^{-2}$

เพียง อุณหภูมิ เท่านั้นที่เปลี่ยนค่าของ $K_c$ หรือ $K_p$ การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นหรือความดันจะเลื่อนตำแหน่งสมดุลแต่ไม่เปลี่ยนค่าคงที่; การเพิ่มตัวเร่งปฏิกิริยาไม่ทำให้ ทั้ง ค่าคงที่ หรือ ตำแหน่งเปลี่ยน — มันแค่ทำให้ถึงจุดสมดุลเร็วขึ้นเท่านั้น

Explore · ⁨สำรวจ⁩

Le Chatelier and Kc · ⁨เลอชาตลเยร์และ Kc⁩

Change temperature, pressure or concentration and watch the equilibrium shift to oppose it — Kc itself only changes with temperature. · ⁨เปลี่ยนอุณหภูมิ ความดัน หรือความเข้มข้น และสังเกตว่าสมดุล เลื่อน ไปเพื่อต้านทานสิ่งนั้น — ค่า Kc เองจะเปลี่ยนเฉพาะเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนเท่านั้น⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
partial pressure/ˈpɑːʃl ˈpreʃə/ ความดันย่อย
mole fraction/məʊl ˈfrækʃn/ เศษส่วนโมล
Haber process/ˈheɪbə ˈprəʊses/ กระบวนการฮาเบอร์
Contact process/ˈkɒntækt ˈprəʊses/ กระบวนการคอนแทค
proton/ˈprəʊtɒn/ โปรตอน
7.1

The Haber and Contact processes · ⁨กระบวนการฮาเบอร์และคอนแทค⁩

English

These two industrial processes are chosen by balancing yield, rate and cost using Le Chatelier's principle.

  • the Haber process 哈伯法 makes ammonia: $\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightleftharpoons 2\text{NH}_3$ (exothermic). It uses about $450\,°\text{C}$, $200\ \text{atm}$ and an iron catalyst. A low temperature would give more ammonia but too slowly, so a moderate temperature is a compromise.
  • the Contact process 接触法 makes sulfur trioxide: $2\text{SO}_2 + \text{O}_2 \rightleftharpoons 2\text{SO}_3$ (exothermic). It uses about $450\,°\text{C}$, near $1$–$2\ \text{atm}$ and a vanadium(V) oxide catalyst.
ไทย
โรงงานผลิตสารเคมีขนาดใหญ่
แอมโมเนียสำหรับปุ๋ยถูกผลิตโดยกระบวนการฮาเบอร์ในโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่เช่นนี้

กระบวนการอุตสาหกรรมทั้งสองนี้ถูกเลือกโดยการปรับสมดุลระหว่างผลผลิต อัตรา และต้นทุน โดยใช้กฎของเลอชาเตอลิเยร์

  • กระบวนการฮาเบอร์ ผลิตแอมโมเนีย: $\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightleftharpoons 2\text{NH}_3$ (คายความร้อน) ใช้ประมาณ $450\,°\text{C}$, $200\ \text{atm}$ และตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็ก อุณหภูมิต่ำจะให้แอมโมเนียมากกว่าแต่ช้าเกินไป ดังนั้นอุณหภูมิปานกลางจึงเป็นการประนีประนอม
  • กระบวนการคอนแทค ผลิตซัลเฟอร์ไตรออกไซด์: $2\text{SO}_2 + \text{O}_2 \rightleftharpoons 2\text{SO}_3$ (คายความร้อน) ใช้ประมาณ $450\,°\text{C}$,近 $1$–$2\ \text{atm}$ และตัวเร่งปฏิกิริยาเวเนเดียม(V) ออกไซด์
กราฟผลผลิตแอมโมเนียเทียบกับอุณหภูมิสำหรับสามระดับความดัน ผลผลิตลดลงตามอุณหภูมิและเพิ่มขึ้นตามความดัน พร้อมจุดการทำงานที่ระบุไว้
สมดุลของฮาเบอร์ให้แอมโมเนียมากขึ้นที่อุณหภูมิต่ำและความดันสูง; ประมาณ $450\,°$°C และ $200$ atm เป็นจุดประนีประนอมในการใช้งาน
Explore · ⁨สำรวจ⁩

The Haber & Contact processes · ⁨กระบวนการฮาเบอร์ & คอนแทค⁩

compromise: yield vs rate · ⁨การประนีประนอม: ผลผลิต vs ความเร็ว⁩

High pressure boosts yield; high temperature speeds it up but lowers yield — a compromise. · ⁨ความดันสูงเพิ่มผลผลิต; อุณหภูมิสูงเร่งความเร็วแต่ ลด ผลผลิต — เป็นการประนีประนอม⁩

7.2

Acids and bases: the Brønsted–Lowry theory · ⁨กรดและเบส: ทฤษฎีบรอนสเตด-โลรี⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English
  1. state the names and formulas of the common acids, limited to hydrochloric acid, $\text{HCl}$, sulfuric acid, $\text{H}_2\text{SO}_4$, nitric acid, $\text{HNO}_3$, ethanoic acid, $\text{CH}_3\text{COOH}$
  2. state the names and formulas of the common alkalis, limited to sodium hydroxide, $\text{NaOH}$, potassium hydroxide, $\text{KOH}$, ammonia, $\text{NH}_3$
  3. describe the Brønsted–Lowry theory of acids and bases
  4. describe strong acids and strong bases as fully dissociated in aqueous solution and weak acids and weak bases as partially dissociated in aqueous solution
  5. appreciate that water has pH of 7, acid solutions pH of below 7 and alkaline solutions pH of above 7
  6. explain qualitatively the differences in behaviour between strong and weak acids including the reaction with a reactive metal and difference in pH values by use of a pH meter, universal indicator or conductivity
  7. understand that neutralisation reactions occur when $\text{H}^+(\text{aq})$ and $\text{OH}^-(\text{aq})$ form $\text{H}_2\text{O}(\text{l})$
  8. understand that salts are formed in neutralisation reactions
  9. sketch the pH titration curves of titrations using combinations of strong and weak acids with strong and weak alkalis
  10. select suitable indicators for acid-alkali titrations, given appropriate data ($\text{p}K_a$ values will not be used)
ไทย
  1. ระบุชื่อและสูตรเคมีของกรดทั่วไป ได้แก่ กรดไฮโดรคลอริก, $\text{HCl}$, กรดซัลฟิวริก, $\text{H}_2\text{SO}_4$, กรดไนตริก, $\text{HNO}_3$, กรดเอทานอยิก, $\text{CH}_3\text{COOH}$
  2. ระบุชื่อและสูตรเคมีของเบสทั่วไป ได้แก่ โซเดียมไฮดรอกไซด์, $\text{NaOH}$, โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์, $\text{KOH}$, แอมโมเนีย, $\text{NH}_3$
  3. อธิบาย ทฤษฎีกรด-เบสของบรอนสเตด-โลว์รี
  4. อธิบาย กรดแรง และ เบสแรง ว่า แตกตัวสมบูรณ์ ในน้ำ และ กรดอ่อน และ เบสอ่อน ว่า แตกตัวบางส่วน ในน้ำ
  5. เข้าใจว่า น้ำมี pH เท่ากับ 7, กรดมี pH ต่ำกว่า 7 และเบสมี pH สูงกว่า 7
  6. อธิบายเชิงคุณภาพถึงความแตกต่างในพฤติกรรมระหว่างกรดแรงและกรดอ่อน รวมถึงปฏิกิริยากับโลหะที่ทำปฏิกิริยากันและความแตกต่างของค่า pH โดยใช้เครื่องวัด pH, ยูนิเวอร์سالอินดิเคเตอร์ หรือการนำไฟฟ้า
  7. เข้าใจว่าปฏิกิริยาการเกิดเกลือเกิดขึ้นเมื่อ $\text{H}^+(\text{aq})$ และ $\text{OH}^-(\text{aq})$ เกิด $\text{H}_2\text{O}(\text{l})$
  8. เข้าใจว่าเกลือถูกสร้างขึ้นมาในปฏิกิริยาการเกิดเกลือ
  9. วาดกราฟ pH ของการไทเทรต ของการไทเทรตโดยใช้กรดแรงและอ่อนผสมกับเบสแรงและอ่อน
  10. เลือกอินดิเคเตอร์ที่เหมาะสมสำหรับการไทเทรตกรด-เบส จากข้อมูลที่เหมาะสม (ไม่ใช้ $\text{p}K_a$)

Source: Cambridge International syllabus · ⁨แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International⁩

English

A proton 质子 is simply an $\text{H}^+$ ion. The Brønsted–Lowry theory defines acids and bases by what they do with protons:

  • an acid 酸 is a proton donor 质子供体 (it gives away $\text{H}^+$).
  • a base 碱 is a proton acceptor 质子受体 (it takes $\text{H}^+$). A base that dissolves in water is called an alkali.

Common acids you must know: hydrochloric acid ($\text{HCl}$), sulfuric acid ($\text{H}_2\text{SO}_4$), nitric acid ($\text{HNO}_3$) and ethanoic acid ($\text{CH}_3\text{COOH}$). Common alkalis: sodium hydroxide ($\text{NaOH}$), potassium hydroxide ($\text{KOH}$) and ammonia ($\text{NH}_3$).

ไทย

โปรตอน คือไอออน $\text{H}^+$ อย่างง่าย ทฤษฎีบรอนสเตด-โลรีกำหนดกรดและเบสโดยสิ่งที่พวกมันกระทำต่อโปรตอน:

  • กรด คือ ผู้ให้โปรตอน (มันมอบ $\text{H}^+$ ออกไป)
  • เบส คือ ผู้รับโปรตอน (มันรับ $\text{H}^+$) เบสที่ละลายน้ำได้เรียกว่า ด่าง
ไฮโดรเจนคลอไรด์มอบโปรตอนให้กับโมเลกุลน้ำ เกิดไฮดรอกโซเนียมไอออนและคลอไรด์ไอออน พร้อมคู่กรด-เบสคู่ควบสองชุด
บรอนสเตด-โลรี: กรดมอบโปรตอน ($\text{H}^+$) ให้เบส สร้างคู่กรด-เบสคู่ควบสองชุด

กรดทั่วไปที่ต้องรู้: ไฮโดรคลอริกแอซิด ($\text{HCl}$), ซัลฟิวริกแอซิด ($\text{H}_2\text{SO}_4$), ไนترิกแอซิด ($\text{HNO}_3$) และเอทานอยิกแอซิด ($\text{CH}_3\text{COOH}$). ด่างทั่วไป: โซเดียมไฮดรอกไซด์ ($\text{NaOH}$), โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ ($\text{KOH}$) และแอมโมเนีย ($\text{NH}_3$).

Explore · ⁨สำรวจ⁩

The pH scale · ⁨มาตราส่วน pH⁩

Slide the pH or tap a substance — each step down in pH means ten times more H⁺ ions; acids are below 7, alkalis above. · ⁨เลื่อน pH หรือแตะสาร — แต่ละขั้นลดลงของ pH หมายถึง H⁺ ions เพิ่มขึ้นสิบเท่า; กรดอยู่ต่ำกว่า 7, แอลคาไลน์อยู่เหนือ⁩

Watch lesson · ⁨ดูบทเรียน⁩
7.2

Strong and weak acids and bases · ⁨กรดและเบสแรงและอ่อน⁩

English

This is about how fully an acid or base splits up in water — not how concentrated it is.

  • a strong acid 强酸 or strong base 强碱 is fully dissociated 解离 in water (almost every molecule splits into ions).
  • a weak acid 弱酸 or weak base 弱碱 is only partly dissociated (most molecules stay whole).

The pH scale measures how acidic a solution is: pure water is pH 7, acids are below 7, and alkalis are above 7. A strong acid has a lower pH than a weak acid of the same concentration.

You can tell strong and weak acids apart by:

  • reaction with a reactive metal: a strong acid fizzes faster.
  • pH: measured with a pH meter or universal indicator 通用指示剂.
  • electrical conductivity: a strong acid conducts better, because it has more ions.
ไทย

สิ่งนี้เกี่ยวกับความสามารถในการแตกตัวในน้ำของกรดหรือเบส — ไม่ใช่ความเข้มข้นของมัน

  • กรดแรง หรือ เบสแรง จะ แตกตัวสมบูรณ์ ในน้ำ (เกือบทุกโมเลกุลแตกเป็นไอออน)
  • กรดอ่อน หรือ เบสอ่อน จะ แตกตัวบางส่วน (โมเลกุลส่วนใหญ่ยังคงอยู่เป็นโมเลกุลเต็มรูปแบบ)
ถ้วยทดลองสองใบที่มีความเข้มข้นเท่ากัน: กรดแรงเต็มไปด้วยไอออนแยกกัน, กรดอ่อนเต็มไปด้วยโมเลกุลเต็มรูปแบบพร้อมไอออนเพียงเล็กน้อย
ความเข้มข้นเท่ากัน แต่การไอออไนซ์ต่างกัน: กรดแรงแตกตัวสมบูรณ์เป็นไอออน; กรดอ่อนส่วนใหญ่ยังอยู่เป็นโมเลกุลเต็มรูปแบบ

สเกล pH วัดความเป็นกรดของสารละลาย: น้ำบริสุทธิ์มี pH 7, กรดมีค่าต่ำกว่า 7, และด่างมีค่าสูงกว่า 7. กรดแรงจะมีค่า pH ต่ำกว่ากรดอ่อนที่มีความเข้มข้นเท่ากัน

คุณสามารถแยกแยะกรดแรงและกรดอ่อนได้ด้วย:

  • ปฏิกิริยากับโลหะที่มีฤทธิ์: กรดแรง会产生ฟองอากาศเร็วขึ้น
  • pH: วัดด้วยเครื่องวัด pH หรือ อินดิเคเตอร์สากล
  • การนำไฟฟ้า: กรดแรงนำไฟฟ้าได้ดีกว่า เนื่องจากมีไอออนมากกว่า
Explore · ⁨สำรวจ⁩

Strong vs weak acids · ⁨กรดแรงเทียบกับกรดอ่อน⁩

A strong acid fully ionises (low pH); a weak acid only partly ionises, so at the same concentration its pH is higher. Slide to compare. · ⁨กรดแรงจะแตกตัวเป็นไอออนทั้งหมด (pH ต่ำ); กรดอ่อนจะแตกตัวเพียงบางส่วน ดังนั้นที่ความเข้มข้นเท่ากันจะมีค่า pH สูงกว่า เลื่อนเพื่อเปรียบเทียบ⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
acid/ˈæsɪd/ กรด (acid)
proton donor/ˈprəʊtɒn ˈdəʊnə/ ผู้ให้โปรตอน
base/beɪs/ ฐาน
proton acceptor/ˈprəʊtɒn əkˈseptə/ ผู้รับโปรตอน
strong acid/strɒŋ ˈæsɪd/ กรดแก่
strong base/strɒŋ beɪs/ เบสแก่
dissociated/dɪˈsəʊsɪeɪtɪd/ แตกตัว
weak acid/wiːk ˈæsɪd/ กรดอ่อน
weak base/wiːk beɪs/ เบสอ่อน
universal indicator/ˌjuːnɪˈvɜːsl ˈɪndɪkeɪtə/ อินดิเคเตอร์สากล
Neutralisation/ˌnjuːtrəlaɪˈzeɪʃn/ การเกิดปฏิกิริยาระหว่างกรดและเบส (Neutralisation)
salt/sɒlt/ เกลือ
7.2

Neutralisation, salts and titration curves · ⁨การทำปฏิกิริยาระหว่างกรดกับเบส เกลือ และโค้งการแทนที่⁩

English

Neutralisation 中和 happens when the hydrogen ions from an acid react with the hydroxide ions from an alkali:

$$\text{H}^+(\text{aq}) + \text{OH}^-(\text{aq}) \rightarrow \text{H}_2\text{O}(\text{l})$$

A salt 盐 is also formed, from the rest of the acid and base.

In a titration 滴定 you add one solution to another and follow the pH. The titration curve 滴定曲线 has a steep, almost vertical jump near the end point. The exact shape depends on whether each reactant is strong or weak.

To pick an indicator 指示剂, choose one whose colour change falls inside that steep jump. For a strong acid with a strong base most indicators work; for a weak acid with a strong base you need one that changes in the higher pH range.

ไทย

การเกิดปฏิกิริยา trung และ เกิดขึ้นเมื่อไฮโดรเจนไอออนจากกรดทำปฏิกิริยากับไฮดรอกไซด์ไอออนจากเบส:

$$\text{H}^+(\text{aq}) + \text{OH}^-(\text{aq}) \rightarrow \text{H}_2\text{O}(\text{l})$$

จะเกิด เกลือ ขึ้นด้วย จากส่วนที่เหลือของกรดและเบส

ในการ การบ่งชี้ คุณต้องเติมสารละลายหนึ่งลงไปในอีกสารละลายหนึ่งและติดตามค่า pH กราฟของการบ่งชี้จะมีจุดกระโดดชันสูงเกือบแนวตั้งใกล้จุดสิ้นสุดรูปร่างที่แน่นอนขึ้นอยู่กับว่าสารตั้งแต่ละตัวเป็นแรงหรืออ่อน

ในการเลือก อินดิเคเตอร์ ให้เลือกอันที่มีสีเปลี่ยนอยู่ในช่วงกระโดดชันนั้น สำหรับกรดแรงกับเบสแรง อินดิเคเตอร์ส่วนใหญ่ใช้ได้但对于กรดอ่อนกับเบสแรง คุณต้องใช้อันที่เปลี่ยนสีในช่วง pH สูงกว่า

กราฟการบ่งชี้สองเส้นระหว่าง pH กับปริมาณเบสที่เติม เข้าไป แต่ละเส้นมีจุดกระโดดชันที่จุดสิ้นสุด; กราฟของกรดอ่อนกระโดดในช่วง pH สูงกว่า พร้อมแถบอินดิเคเตอร์ที่ทึบสี
กราฟการบ่งชี้แต่ละเส้นมีจุดกระโดด steep ที่จุดสิ้นสุด จุดของกรดอ่อนอยู่สูงกว่า ดังนั้นอินดิเคเตอร์ต้องเปลี่ยนสีในช่วงนั้น
Explore · ⁨สำรวจ⁩

A titration curve · ⁨กราฟการ titration⁩

Add alkali to acid and watch the pH climb. The steep jump is the equivalence point, where the acid is just neutralised. · ⁨เพิ่ม碱到酸中看pH上升。陡峭跳跃是 equivalence point, where acid is just neutralised.⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
titration/taɪˈtreɪʃn/ การไทเทรต
titration curve/taɪˈtreɪʃn kɜːv/ กราฟการไทเทรต
indicator/ˈɪndɪkeɪtə/ อินดิเคเตอร์
7.2

Exam tips · ⁨ข้อแนะนำสำหรับการสอบ⁩

English
  • Define dynamic equilibrium with all three points: forward and reverse rates equal, concentrations constant, closed system.
  • Answer Le Chatelier questions by stating the change, the direction of shift, and the reason; a catalyst does not shift the position (it speeds both rates).
  • Write $K_c$ as products over reactants, each raised to its balancing number; include state symbols to decide what appears.
  • Justify Haber/Contact conditions as a compromise between yield, rate and cost — do not just quote them.
  • Brønsted: acid = proton donor, base = proton acceptor; conjugate pairs differ by one $\text{H}^+$.
ไทย
  • นิยาม สมดุลพลวัต ด้วยทั้งสามจุด: อัตราการเกิดปฏิกิริยาร่วมและย้อนกลับเท่ากัน ความเข้มข้นคงที่ ระบบปิด
  • ตอบคำถาม เลอชาเตอlie โดยระบุการเปลี่ยนแปลง ทิศทางของการเลื่อน และเหตุผล; ตัวเร่งปฏิกิริยาไม่เลื่อน ตำแหน่ง (แต่ทำให้ทั้งสองอัตราเร็วเพิ่มขึ้น)
  • เขียน $K_c$ เป็น ผลคูณหารด้วยสารตั้งต้น แต่ละตัวยกกำลังด้วยเลขสัมประสิทธิ์ในสมการที่ดุลแล้ว; รวมถึงสัญลักษณ์สถานะเพื่อตัดสินใจว่าอะไรปรากฏอยู่
  • อธิบายเงื่อนไข Haber/Contact ว่าเป็นการ ** compromises** ระหว่างผลผลิต อัตราเร็ว และต้นทุน — อย่าแค่ท่องจำมาตอบ
  • Brønsted: กรด = ผู้ให้โปรตอน, เบส = ผู้รับโปรตอน; คู่คู่คอนจูเกตต่างกันเพียง $\text{H}^+$ เดียว

Interactive lessons on this topic · ⁨บทเรียนเชิงโต้ตอบสำหรับหัวข้อนี้⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨ทำทีละขั้นตอน พร้อมแบบฝึกหัดตรวจสอบผลทันที⁩

Past Papers · ⁨ข้อสอบย้อนหลัง⁩

More topics in A-Level Chemistry · ⁨Chemistry A-Level⁩ · ⁨หัวข้อเพิ่มเติมใน A-Level Chemistry · ⁨Chemistry A-Level⁩⁩

Log in or create account · ⁨เข้าสู่ระบบหรือสร้างบัญชี⁩

IGCSE, A-Level & AP