กรดและเบสเป็นสารประกอบเคมีที่มีปฏิกิริยาต่อกันในลักษณะเฉพาะ กรดมีสมบัติเป็นกรดเมื่อละลายน้ำจะแตกตัวให้ไฮโดรเนียมไอออน (H3O+) ในขณะที่เบสมีสมบัติเป็นเบสเมื่อละลายน้ำจะแตกตัวให้ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH-)
ทฤษฎีกรด-เบส
มีทฤษฎีกรด-เบสหลายทฤษฎี ที่นิยมใช้กันในปัจจุบันคือ
ทฤษฎี Arrhenius นิยามกรดและเบสดังนี้
- กรด คือ สารประกอบที่ละลายน้ำแล้วแตกตัวให้ไฮโดรเนียมไอออน (H3O+)
- เบส คือ สารประกอบที่ละลายน้ำแล้วแตกตัวให้ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH-)
ทฤษฎี Bronsted-Lowry นิยามกรดและเบสดังนี้
- กรด คือ สารประกอบที่ให้โปรตอน (H+) แก่สารอื่น
- เบส คือ สารประกอบที่รับโปรตอน (H+) จากสารอื่น
ทฤษฎี Lewis นิยามกรดและเบสดังนี้
- กรด คือ สารประกอบที่รับคู่อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว (lone pair)
- เบส คือ สารประกอบที่บริจาคคู่อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว
ความเป็นกรด-เบส
ความเป็นกรด-เบสของสารประกอบสามารถวัดได้จากค่า pH ค่า pH ของสารละลายจะอยู่ระหว่าง 0 ถึง 14 โดยค่า pH น้อยกว่า 7 แสดงว่าสารละลายนั้นเป็นกรด ค่า pH เท่ากับ 7 แสดงว่าสารละลายนั้นเป็นกลาง และค่า pH มากกว่า 7 แสดงว่าสารละลายนั้นเป็นเบส
ความแรงของกรด-เบส
กรดและเบสสามารถแบ่งออกเป็นกรดแก่ กรดอ่อน เบสแก่ และเบสอ่อน ดังนี้
- กรดแก่ คือ กรดที่แตกตัวให้ไฮโดรเนียมไอออน (H3O+) ได้สมบูรณ์ เช่น HCl, HNO3, H2SO4
- กรดอ่อน คือ กรดที่แตกตัวให้ไฮโดรเนียมไอออน (H3O+) ได้บางส่วน เช่น CH3COOH, H2CO3, NH4OH
- เบสแก่ คือ เบสที่แตกตัวให้ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH-) ได้สมบูรณ์ เช่น NaOH, KOH, Ca(OH)2
- เบสอ่อน คือ เบสที่แตกตัวให้ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH-) ได้บางส่วน เช่น NH3, CH3NH2, NaHCO3
ปฏิกิริยาระหว่างกรด-เบส
กรดและเบสทำปฏิกิริยากันเกิดเป็นเกลือและน้ำ ปฏิกิริยานี้เรียกว่า ปฏิกิริยากรด-เบส
ตัวอย่างปฏิกิริยากรด-เบส
- กรดแก่ + เบสแก่ → เกลือ + น้ำ
- HCl + NaOH → NaCl + H2O
- กรดอ่อน + เบสแก่ → เกลือ + น้ำ
- CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
- กรดแก่ + เบสอ่อน → เกลือ + น้ำ
- HCl + NH3 → NH4Cl + H2O
การนำกรด-เบสไปใช้
กรดและเบสมีการนำไปใช้อย่างหลากหลาย เช่น
- กรดใช้ทำสบู่ น้ำยาทำความสะอาด ยาฆ่าแมลง
- เบสใช้ทำสบู่ น้ำยาปรับผ้านุ่ม ยาสีฟัน
- กรดและเบสใช้ทำสารละลายอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่
- กรดและเบสใช้ทำสารละลายที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมอาหาร อุตสาหกรรมสิ่งทอ อุตสาหกรรมกระดาษ
สรุป
กรดและเบสเป็นสารประกอบเคมีที่มีสมบัติเฉพาะตัว กรดมีสมบัติเป็นกรดเมื่อละลายน้ำจะแตกตัวให้ไฮโดรเนียมไอออน (H3O+) ในขณะที่เบสมีสมบัติเป็นเบสเมื่อละลายน้ำจะแตกตัวให้ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH-)
ความแรงของกรด-เบสสามารถแบ่งออกเป็นกรดแก่ กรดอ่อน เบสแก่ และเบสอ่อน กรดและเบสทำปฏิกิริยากันเกิดเป็นเกลือและน้ำ ปฏิกิริยานี้เรียกว่า ปฏิกิริยากรด-เบส
กรดและเบสมีการนำไปใช้อย่างหลากหลาย