Chemistry 17

พิษของพารา...ใครว่าธรรมดา

ภญ.อัมพร จันทรอาภรณ์กุล



พาราเซตามอล (paracetamol) หรือ อะเซตามิโนเฟน (acetaminophen) เป็นยาบรรเทาอาการปวด (analgesics) ไม่มีผลข้างเคียงเรื่องการระคายเคืองผนังกระเพาะอาหาร และการแข็งตัวของเลือดเหมือนยากลุ่มเอ็นเซด (non-steroidal anti-inflammatory; NSAIDs) เช่น ยาแอสไพริน ยาไอบูโพรเฟน (ibuprofen) หากใช้ในขนาดการรักษาปกติ ทำให้ประชาชนทั่วไปไม่ค่อยรู้พิษสงของยานี้เท่าไหร่ นอกจากนี้ยังสามารถหาซื้อได้ง่ายโดยไม่ต้องมีใบสั่งยาจากแพทย์ เป็นเหตุให้ปริมาณการใช้ยาตัวนี้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว พาราเซตามอลกลายเป็นยาประจำบ้านที่ขายดิบขายดี เป็นอะไรก็กินแต่พาราเซตามอล ปวดศีรษะ ไข้หวัด ก็พาราเซตามอล ปวดหลัง ปวดเมื่อยกล้ามเนื้อ ก็พาราเซตามอล ยิ่งกว่านั้นบางรายปวดท้อง เวียนศีรษะ คลื่นไส้อาเจียน ก็กินพาราเซตามอล ซึ่งพาราเซตามอลก็คงไม่ได้ช่วยอะไร ทำได้แค่ให้สบายใจขึ้นเพราะได้กินยาแล้ว บ้างก็มัวแต่ผลัดวันประกันพรุ่ง ไม่ยอมไปหาหมอรักษากัน พลอยทำให้โรคที่เป็นลุกลามมากขึ้น ต้องเสียเงินรักษามากขึ้นโดยใช่เหตุ

ในหลายประเทศได้แก่ อังกฤษ สหรัฐอเมริกา ได้มีการสำรวจวิจัยพบว่ามีการใช้ ยาพาราเซตาอลเกินขนาดมากขึ้นทุกปี และมีผู้ที่ต้องเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลจากการเกิดพิษของพาราเซตามอลจำนวนมากจนน่าตกใจจนต้องออกมารณรงค์ให้ใช้ยาพาราเซตามอลเฉพาะเมื่อมีความจำเป็น และเผยแพร่ความรู้เรื่องพิษของยาให้ประชาชนตระหนักมากยิ่งขึ้นผ่านสื่อต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น โทรทัศน์ วิทยุ ใบปลิว เอกสารกำกับยา หรืออินเตอร์เน็ต

อันตรายจากการใช้ยาพาราเซตามอลที่พบได้มากที่สุด คือ พิษต่อตับ ทำให้ตับวาย รองมาเป็นเรื่องของการเกิดปฏิกิริยากับยาอื่น หรือตีกับยาอื่นนั้นเอง ซึ่งเกิดขึ้นจากความตั้งใจและไม่ตั้งใจ

• ที่เกิดจากความตั้งใจ ทุกคนคงทราบกันดี นั่นคือ การกินพาราเซตามอลประชดชีวิต การฆ่าตัวตาย ซึ่งบางรายก็แค่ต้องการประท้วง เรียกร้องความสนใจ นึกว่าพิษของพาราเซตามอลเป็นเรื่องเล็กๆ แต่ความจริงไม่เป็นเช่นนั้นเพราะพาราเซตามอลจะทำให้ตับเสียการทำงานหรือตับวายได้ ซึ่งหากได้รับยาต้านพิษไม่ทันเวลาก็จะทำให้เสียชิวิตได้

• ที่เกิดจากความไม่ตั้งใจ เนื่องจากพาราเซตามอลที่ผลิตออกจำหน่ายในปัจจุบันนั้นมีหลายรูปแบบ หลายความแรง หลายยี่ห้อซึ่งเป็นการยากที่ประชาชนทั่วไปจะทราบ ได้แก่ รูปของยาเม็ด ยาน้ำเชื่อม และการนำพาราเซตามอลไปผสมกับยาอื่นๆ ได้แก่ ยาคลายกล้ามเนื้อ ยาแก้หวัด ยาแก้ปวด เป็นต้น ทำให้เกิดการกินยาซ้ำซ้อนโดยไม่รู้ตัว หากเป็นระยะเวลาไม่นานแค่ 2 ถึง 3 วันก็ยังพอไหว หากระยะเวลานานเป็นเดือนการเกิดพิษต่อตับคงเกิดอย่างแน่นอน ดังนั้นทางที่ดี ก่อนกินยาอะไรควรอ่านฉลากยาให้ละเอียดเสียก่อน และหากไม่แน่ใจว่าเป็นยาอะไร เป็นยาสูตรผสมหรือไม่ ก็ควรปรึกษาเภสัชกร หรือแพทย์ก่อนทุกครั้ง

เรื่องที่น่าคิดอีกเรื่อง คือ การกินพาราเซตามอลร่วมกับเครื่องดื่มที่ผสมแอลกอฮอล์ เช่น เหล้า ไวน์ รัม ยีน หรือ เบียร์ เพราะตัวแอลกอฮอล์เองเป็นที่ทราบกันดีว่าหากได้รับในปริมาณมาก หรือต่อเนื่องกันนานๆ ก็ทำให้เกิดภาวะตับแข็ง ตับวายได้ หากกินร่วมกับพาราเซตามอลก็จะเท่ากับเป็นการเหยียบคันเร่งให้ตับพังได้เร็วยิ่งขึ้น คณะกรรมการอาหารและยาประเทศสหรัฐอเมริกาได้ออกกฎหมายให้มีการพิมพ์คำเตือนบนฉลากยาพาราเซตามอลว่า “ห้ามรับประทานร่วมกับเครื่องดื่มที่ผสมแอลกอฮอล์”เนื่องจากเกิดคดีพิพากษาเกี่ยวกับการกินยาพาราเซตามอลร่วมกับไวน์เป็นประจำของชาวเวอร์จิเนียรายหนึ่งจนทำให้ตับวาย จนต้องมีการปลูกถ่ายตับใหม่ บริษัทผู้ผลิตยาแพ้คดีต้องจ่ายเงินชดใช้ถึง 8 ล้านดอลลาร์ 

เรื่องสุดท้ายที่อยากจะเตือนคุณผู้อ่านก็คือ เรื่องของยาตีกัน ซึ่งเป็นเรื่องที่เกิดขึ้นได้จริง แต่เดิมไม่เคยมีใครคิดถึงเรื่องนี้เลย คิดว่าพาราเซตามอลเป็นยาสามัญประจำบ้าน ไม่มีพิษสงอะไร ไม่ตีกับยาอื่น แต่ปัจจุบันไม่ใช่แล้วเนื่องจากระยะหลังนักวิจัยได้ความสำคัญกับเรื่องนี้มาก เพราะคนใช้ยาพาราเซตามอลมากขึ้น ยังกับพาราเซตามอลเป็นขนมอย่างนั้นแหละ ตัวอย่างหนึ่งที่ดิฉันพบเองก็คือ พาราเซตามอลตีกับยาต้านการแข็งตัวของเลือดตัวหนึ่งในผู้ที่เป็นเลือดข้น กล่าวคือพาราเซตามอลทำให้เลือดแข็งตัวช้าลงได้หากได้รับในปริมาณมาก อย่างต่อเนื่องเป็นระยะเวลานาน ซึ่งเท่ากับไปเสริมฤทธิ์ของยาต้านการแข็งตัวของเลือดจนทำให้ผู้นั้นเกิดเลือดออกผิดปกติขึ้น 

ทางที่ดีคุณควรใช้ยาพาราเซตามอลเท่าที่จำเป็นในขนาดการรักษาปกติ คือ ยาพาราเซตามอล 10 มิลลิกรัมต่อน้ำหนักตัว 1 กิโลกรัม (เช่น น้ำหนัก 50 กิโลกรัม ก็กินแค่ยาเม็ดขนาด 500 มิลลิกรัม 1 เม็ด ก็เพียงพอ) และหากไม่มีอาการแล้วก็ควรหยุดกินยาทันที หรือหากใช้ยาติดต่อกันเป็นระยะเวลาประมาณ 3-4 วันแล้วอาการไม่ดีขึ้นก็ควรไปพบแพทย์เพื่อการวินิจฉัยเพิ่มเติมจะดีกว่าเพื่อความปลอดภัยของตัวคุณเอง 



จากหนังสือ Health today ฉบับเดือนสิงหาคม 2549

Chemistry 16

Every chemist’s dream – to snap an atomic-scale picture of a chemical before and after it reacts – has now come true, thanks to a new technique developed by chemists and physicists at the University of California, Berkeley.

Using a state-of-the-art atomic force microscope, the scientists have taken the first atom-by-atom pictures, including images of the chemical bonds between atoms, clearly depicting how a molecule’s structure changed during a reaction. Until now, scientists have only been able to infer this type of information from spectroscopic analysis.

Non-contact atomic force microscope (nc-AFM) images (center) of a molecule before and after a reaction improve immensely over images (top) from a scanning tunneling microscope and look just like the classic molecular structure diagrams (bottom).

“Even though I use these molecules on a day to day basis, actually being able to see these pictures blew me away. Wow!” said lead researcher Felix Fischer, UC Berkeley assistant professor of chemistry. “This was what my teachers used to say that you would never be able to actually see, and now we have it here.”

The ability to image molecular reactions in this way will help not only chemistry students as they study chemical structures and reactions, but will also show chemists for the first time the products of their reactions and help them fine-tune the reactions to get the products they want. Fischer, along with collaborator Michael Crommie, a UC Berkeley professor of physics, captured these images with the goal of building new graphene nanostructures, a hot area of research today for materials scientists because of their potential application in next-generation computers.

“However, the implications go far beyond just graphene,” Fischer said. “This technique will find application in the study of heterogeneous catalysis, for example,” which is used widely in the oil and chemical industries. Heterogeneous catalysis involves the use of metal catalysts like platinum to speed reactions, as in the catalytic converter of a car.

“To understand the chemistry that is actually happening on a catalytic surface, we need a tool that is very selective and tells us which bonds have actually formed and which ones have been broken,” he added. “This technique is unique out there right now for the accuracy with which it gives you structural information. I think it’s groundbreaking.”

“The atomic force microscope gives us new information about the chemical bond, which is incredibly useful for understanding how different molecular structures connect up and how you can convert from one shape into another shape,” said Crommie. “This should help us to create new engineered nanostructures, such as bonded networks of atoms that have a particular shape and structure for use in electronic devices. This points the way forward.”

Fischer and Crommie, along with other colleagues at UC Berkeley, in Spain and at the Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), published their findings online May 30 in the journal Science Express.

From shadow to snapshot
Traditionally, Fischer and other chemists conduct detailed analyses to determine the products of a chemical reaction, and even then, the actual three-dimensional arrangement of atoms in these products can be ambiguous.

“In chemistry you throw stuff into a flask and something else comes out, but you typically only get very indirect information about what you have,” Fischer said. “You have to deduce that by taking nuclear magnetic resonance, infrared or ultraviolet spectra. It is more like a puzzle, putting all the information together and then nailing down what the structure likely is. But it is just a shadow. Here we actually have a technique at hand where we can look at it and say this is exactly the molecule. It’s like taking a snapshot of it.”

An atomic force microscope probes a molecule adsorbed onto a surface, using a carbon monoxide molecule at the tip for sensitivity.

Fischer is developing new techniques for making graphene nanostructures that display unusual quantum properties that could make them useful in nano-scale electronic devices. The carbon atoms are in a hexagonal arrangement like chicken wire. Rather than cutting up a sheet of pure carbon – graphene – he hopes to place a bunch of smaller molecules onto a surface and induce them to zip together into desired architectures. The problem, he said, is how to determine what has actually been made.

That’s when he approached Crommie, who uses atomic force microscopes to probe the surfaces of materials with atomic resolution and even move atoms around individually on a surface. Working together, they devised a way to chill the reaction surface and molecules to the temperature of liquid helium – about 4 Kelvin, or 270 degrees Celsius below zero – which stops the molecules from jiggling around. They then used a scanning tunneling microscope to locate all the molecules on the surface, and zeroed in on several to probe more finely with the atomic force microscope. To enhance the spatial resolution of their microscope they put a single carbon monoxide molecule on the tip, a technique called non-contact AFM first used by Gerhard Meyer and collaborators at IBM Zurich to image molecules several years ago.

After imaging the molecule – a “cyclic” structure with several hexagonal rings of carbon that Fischer created especially for this experiment – Fischer, Crommie and their colleagues heated the surface until the molecule reacted, and then again chilled the surface to 4 Kelvin and imaged the reaction products.

“By doing this on a surface, you limit the reactivity but you have the advantage that you can actually look at a single molecule, give that molecule a name or number, and later look at what it turns into in the products,” he said.

“Ultimately, we are trying to develop new surface chemistry that allows us to build higher ordered architectures on surfaces, and these might lead into applications such as building electronic devices, data storage devices or logic gates out of carbon materials.”

The research is coauthored by Dimas G. de Oteyza, Yen-Chia Chen, Sebastian Wickenburg, Alexander Riss, Zahra Pedramrazi and Hsin-Zon Tsai of UC Berkeley’s Department of Physics; Patrick Gorman and Grisha Etkin of the Department of Chemistry; and Duncan J. Mowbray and Angel Rubio from research centers in San Sebastián, Spain. Crommie, Fischer, Chen and Wickenburg also have appointments at Lawrence Berkeley National Laboratory.

The work is sponsored by the Office of Naval Research, the Department of Energy and the National Science Foundation.

Chemistry 15

เคมีอินทรีย์

(Organic Chemistry)

เคมีอินทรีย์

หมายถึงสาขาวิชาที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาเกี่ยวกับชนิด สมบัติ การสังเคราะห์  และปฏิกิริยาของสารประกอบอินทรีย์

สารอินทรีย์

หมายถึงสารประกอบที่มีธาตุคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ ทั้งที่เกิดจากสิ่งมีชีวิต และจากการสังเคราะห์ ยกเว้นสารต่อไปนี้  ซึ่งเป็นสารอนินทรีย์

1. สารที่เป็นอัญรูปของคาร์บอน เช่น เพชร แกรไฟต์ ฟุลเลอรีน
2. ออกไซด์ของคาร์บอน  เช่น  CO2
3. กรดคาร์บอนิก (H₂CO₃)
4. เกลือคาร์บอเนต ( ) และไฮโดรเจนคาร์บอเนต ( )  เช่น  แคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3)   โซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต (NaHCO3)
5. เกลือออกซาเลต เช่น โซเดียมออกซาเลต (Na₂C₂O₄)
6. เกลือคาร์ไบด์ เช่น  แคลเซียมคาร์ไบด์ (CaC2)
7. เกลือไซยาไนด์  เช่น  โพแทสเซียมไซยาไนด์ (KCN)  ,  โซเดียมไซยาไนด์ (NaCN)
8. เกลือไซยาเนต  เช่น  แอมโมเนียมไซยาเนต (NH4OCN)
9. เกลือไทโอซาเนต เช่น โพแทสเซียมไทโอไซยาเนต (KSCN)
10.  สารที่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน เช่น คาร์บอนไดซัลไฟด์ (CS₂) คาร์บอนเตตระคลอไรด์ (CCl₄) คาร์บอนิลไดคลอไรด์หรือฟอสจีน (COCl₂)

Chemistry 14

Ocean Acidification

The Chemistry

When carbon dioxide (CO₂) is absorbed by seawater, chemical reactions occur that reduce seawater pH, carbonate ion concentration, and saturation states of biologically important calcium carbonate minerals. These chemical reactions are termed "ocean acidification" or "OA" for short. Calcium carbonate minerals are the building blocks for the skeletons and shells of many marine organisms. In areas where most life now congregates in the ocean, the seawater is supersaturated with respect to calcium carbonate minerals. This means there are abundant building blocks for calcifying organisms to build their skeletons and shells. However, continued ocean acidification is causing many parts of the ocean to become undersaturated with these minerals, which is likely to affect the ability of some organisms to produce and maintain their shells.

Since the beginning of the Industrial Revolution, the pH of surface ocean waters has fallen by 0.1 pH units. Since the pH scale, like the Richter scale, is logarithmic, this change represents approximately a 30 percent increase in acidity. Future predictions indicate that the oceans will continue to absorb carbon dioxide and become even more acidic. Estimates of future carbon dioxide levels, based on business as usual emission scenarios, indicate that by the end of this century the surface waters of the ocean could be nearly 150 percent more acidic, resulting in a pH that the oceans haven’t experienced for more than 20 million years.

The Biological Impacts

Ocean acidification is expected to impact ocean species to varying degrees. Photosynthetic algae and seagrasses may benefit from higher CO₂ conditions in the ocean, as they require CO₂ to live just like plants on land. On the other hand, studies have shown that a more acidic environment has a dramatic effect on some calcifying species, including oysters, clams, sea urchins, shallow water corals, deep sea corals, and calcareous plankton. When shelled organisms are at risk, the entire food web may also be at risk. Today, more than a billion people worldwide rely on food from the ocean as their primary source of protein. Many jobs and economies in the U.S. and around the world depend on the fish and shellfish in our oceans.

Chemistry 13

เกลือ Salt

เกลือเป็นสารประกอบไอออนิก ประกอบด้วยไอออนบวก (แคตไอออน) และไอออนลบ (แอนไอออน) ยกเว้น OH^- ตัวอย่างเช่น NaCl ประกอบด้วยโซเดียมไอออน (Na⁺) และคลอไรด์ไอออน (Cl^-) แบเรียมซัลเฟต (BaSO₄) ประกอบด้วยแบเรียมไอออน (Ba²⁺) และซัลเฟตไอออน (SO₄^2-) เกลือ NaCl ละลายในน้ำได้ดีและให้ Na⁺ และ Cl^- แต่เกลือ BaSO₄ เป็นเกลือที่ไม่ละลายน้ำ ทำให้สารละลายของเกลือ NaCl นำไฟฟ้าได้ดี แต่สารละลายของเกลือ BaSO₄ ไม่นำไฟฟ้า 

เราอาจจำแนกเกลือออกได้เป็นประเภทต่างๆ ดังนี้

1.เกลือปกติ (Normal salt)

เกลือปกติเป็นเกลือที่ไม่มีไฮโดรเจนหรือไฮดรอกไซด์ไอออนที่อาจถูกแทนที่ ดังนั้น จึงประกอบด้วยไอออนบวกคือโลหะ หรือกลุ่มธาตุที่เทียบเท่าโลหะ เช่น NH₄⁺ (แอมโมเนียมไอออน) กับไอออนลบซึ่งเป็นอนุมูลกรด (Acid radical) ตัวอย่างของเกลือปกติ เช่น NaCl, K₂SO₄ , Ca₃(PO₄)₂ , NH₄NO₃ , (NH₄)₂SO₄ , ZnSO₄ เป็นต้น

2.เกลือกรด (Acid salt)

เกลือประเภทนี้มี H อะตอมอยู่ในโมเลกุลของเกลือ ซึ่งสามารถไอออไนซ์ได้ (แตกตัวเป็นไอออนได้) เช่น NaHSO₄ , NaHCO₃ , Na₂HPO₄ , NaH₂PO₄ เป็นต้น

3.เกลือเบสิก (Base salt)

เกลือประเภทนี้มีไอออนลบ OH^- และไอออนบวก เช่น Pb(OH)Cl, Bi(OH)₂Cl เป็นต้น

4.เกลือสองเชิง (Double salt) 

เกิดจากเกลือปกติสองชนิดรวมกันเป็นโมเลกุลใหญ่ เช่น K₂SO₄ , Al(SO₄)₃.24H₂O เป็นต้น

5.เกลือเชิงซ้อน (Complex salt)

ประกอบด้วยไอออนลบที่ไอออนเชิงซ้อน เช่น K₃Fe(CN)₆ เป็นต้น 

การเรียกชื่อเกลือ

1.ให้อ่านโลหะแล้วตามด้วยอนุมูลกรด เช่น
NaCl = โซเดียมคลอไรด์
KI = โพแทสเซียมไอโอไดด์
MgS = แมกนีเซียมซัลไฟด์

ถ้าอนุมูลกรดมาจากกรดที่ลงท้ายด้วย ous ต้องเปลี่ยนเป็น ite แต่ถ้าลงท้ายด้วย ic ต้องเปลี่ยนเป็น ate เช่น

Na₂CO₃ = โซเดียมคาร์บอเนต
Ca₃(PO₄)₂ = แคลเซียมฟอสเฟต
K₂SO₄ = โพแทสเซียมซัลเฟต
Na₂SO₄ = โซเดียมซัลเฟต

2.ถ้าโลหะมีเลขออกซิเดชัน (ประจุไฟฟ้า) มากกว่า 1 ค่าให้บอกไว้ในวงเล็บหลังโลหะนั้น แล้วอ่านตามด้วยอนุมูลกรด เช่น

Fe(NO₃)₂ = ไอร์ออน (II) ไนเตรต
Fe(NO₃)₃ = ไอร์ออน (III) ไนเตรต
SnCl₂ = ทิน (II) คลอไรด์
SnCl₄ = ทิน (IV) คลอไรด์

วิธีการเตรียมเกลือ 

1.เตรียมจากปฏิกิริยาระหว่างกรดกับเบส

กรด + เบส  เกลือ + น้ำ

เช่น HCl (aq) + NaOH (aq)  NaCl (aq) + H₂O (l)
H₂SO₄ (aq) + Ba(OH)₂ (aq)  BaSO₄ (s) + 2H₂O (l)

“เกลือที่เกิดจากกรดและเบสทำปฏิกิริยากัน ไอออนบวกของเกลือจะมาจากเบส ส่วนไอออนลบของเกลือมาจากกรด”

เกลือที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างกรดกับเบส แบ่งออกได้เป็น

1.1 เกลือที่เกิดจากกรดแก่และเบสแก่ ตัวอย่างเช่น
- NaCl เกิดจากกรด HCl กับเบส NaOH,
HCl (aq) + NaOH (aq)  NaCl (aq) + H₂O (l)
- Ca(NO₃)₂ เกิดจาก HNO₃ และ Ca(OH)₂
HNO₃ (aq) + Ca(OH)₂ (aq)  Ca(NO₃)₂(aq) + H₂O (l)

1.2 เกลือที่เกิดจากกรดอ่อนกับเบสแก่ เช่น
- NaClO เกิดจาก HClO และ NaOH
HClO (aq) + NaOH (aq)  NaClO (aq) + H₂O (l)
- Ba(C₂H₃O₂)₂ เกิดจาก C₂H₃O₂H และ Ba(OH)₂
C₂H₃O₂H(aq) + Ba(OH)₂(aq)  Ba(C₂H₃O₂)₂(aq) + H₂O (l) 

1.3 เกลือที่เกิดจากกรดแก่กับเบสอ่อน เช่น
- NH₄Cl เกิดจาก HCl กับ NH₃
HCl (aq) + NH₃ (g)  NH₄Cl (aq) + H₂O (l)
- Al(NO₃)₃ เกิดจาก HNO₃ (aq) และ Al(OH)₃ (aq)
HNO₃ (aq) + Al(OH)₃ (aq)  Al(NO₃)₃(aq) + H₂O (l)

1.4 เกลือที่เกิดจากกรดอ่อนและเบสอ่อน เช่น
- NH₄CN เกิดจากกรด HCN กับเบส NH₃
HCN(aq) + NH₃ (g)  NH₄CN (aq) + H₂O (l)
- FeCO₃ เกิดจากกรด H₂CO₃ (aq) กับเบส Fe(OH)₂ (aq)
H₂CO₃ (aq) + Fe(OH)₂ (aq)  FeCO₃(aq) + H₂O (l)

2. เตรียมจากปฏิกิริยาของโลหะกับกรด

โลหะ + กรด  เกลือ + แก๊ส
โลหะ + กรด  เกลือ + น้ำ + แก๊ส
เช่น
Mg (s) + 2HCl (aq)  MgCl₂ (aq) + H₂ (g)
Zn(s) + H₂SO₄ (aq)  ZnSO₄ (aq) + H₂ (g)
3Cu(s) + 8HNO₃ (aq)  3Cu(NO₃)₂ (aq) + H₂O (l) + 2NO (g)

3. เตรียมจากปฏิกิริยาของโลหะออกไซด์กับกรด

โลหะออกไซด์ + กรด  เกลือ + น้ำ

เช่น CaO (s) + H₂SO₄ (aq)  CaSO₄ (s) + H₂O (l)
CuO (s) + H₂SO₄ (aq)  CuSO₄ (s) + H₂O (l)
MgO (s) + 2HCl (aq)  MgCl₂ (aq) + H₂O (l)

4. เตรียมจากปฏิกิริยาของเกลือกับกรด เช่น

FeS(s) + 2HCl (aq)  FeCl₂ (aq) + H₂S (g)
Na₂CO₃ (s) + H₂SO₄ (aq) Na₂SO₄ (aq) + H₂CO₃ (aq)
NaHCO₃ (s) + HCl(aq) NaCl(aq) + H₂O (l) + CO₂ (g)
BaCO₃ (s) + 2HCl (aq)  BaCl₂ (aq) + H₂O (l) + CO₂ (g)

5.เตรียมจากปฏิกิริยาของเกลือกับเกลือ

NaCl (aq) + AgNO₃ (aq)  AgCl(s) + NaNO₃ (aq)
BaCl₂ (aq) + Na₂SO₄ (aq)  BaSO₄ (s) + 2NaCl (aq)
ZnCl₂ (aq) + Na₂S (aq)  ZnS (s) + 2NaCl (aq)

6.โดยการรวมตัวกันโดยตรงของโลหะกับอโลหะ

2Na(s) + Cl₂ (g) 2NaCl (aq)
Fe (s) + S (s)  FeS

Chemistry 12

            สารละลายบัฟเฟอร์  

        หมายถึง  สารละลายที่มีความสามารถในการควบคุมระดับ pH เอาไว้ได้  เมื่อเติมสารละลายกรดหรือเบสจำนวนที่ไม่มากเกินไป  เมื่อเปรียบเทียบกับน้ำบริสุทธิ์ที่เติมกรดหรือเบสจำนวนเท่ากัน  สารละลายที่มีสมบัติเป็นสารละลายบัฟเฟอร์จะควบคุมระดับ  pH  เอาไว้ได้ดีกว่าน้ำกลั่น  สารละลายบัฟเฟอร์เกิดจากการผสมระหว่างสารละลายกรดอ่อนกับเกลือของกรดอ่อนนั้น  หรือสารละลายเบสอ่อนกับเกลือของเบสอ่อนนั้น  แม้ว่าสารละลายบัฟเฟอร์จะควบคุมระดับ  pH  เอาไว้ได้ดีกว่าน้ำกลั่น  แต่ถ้าเติมกรดหรือเบสมากเกินไป  สารละลายบัฟเฟอร์ก็จะไม่สามารถควบคุมระดับ  pH  เอาไว้ได้ตลอด
ในที่สุดจะเสียสมบัติในการเป็นสารละลายบัฟเฟอร์ไป  เราเรียกความสามารถในการควบคุมระดับ  pH ของสารละลายบัฟเฟอร์ว่า  buffer capacity 

 สารละลายบัฟเฟอร์มี 2 ประเภท

         1)  บัฟเฟอร์กรด   (Acid buffer solution)      เกิดจากสารละลายของกรดอ่อนผสมกับสารละลายเกลือของกรดอ่อนชนิดนั้น  สารละลายบัฟเฟอร์ประเภทนี้มี   pH < 7    เช่น
              CH₃COOH (กรดอ่อน)  +  CH₃COONa (เกลือของกรดอ่อน)
              HCN (กรดอ่อน)   +  KCN (เกลือของกรดอ่อน)
              H₂S(กรดอ่อน)    +  Na₂S  (เกลือของกรดอ่อน)
              H₂CO₃(กรดอ่อน)    +  NaHCO₃ (เกลือของกรดอ่อน)

         2)  บัฟเฟอร์เบส  (Basic buffer solution)  เกิดจากสารละลายของเบสอ่อนผสมกับสารละลายเกลือของเบสอ่อนนั้น  สารละลายบัฟเฟอร์แบบนี้ มี pH  >  7    เช่น
              NH₃ (เบสอ่อน)  +  NH₄Cl (เกลือของเบสอ่อน)
              NH₃ (เบสอ่อน)    +  NH₄NO₃ (เกลือของเบสอ่อน)
              Fe(OH)₂ (เบสอ่อน)    +  FeCl₂ (เกลือของเบสอ่อน)
              Fe(OH)₃ (เบสอ่อน)    +  FeCl₃ (เกลือของเบสอ่อน)

 วิธีเตรียมสารละลายบัฟเฟอร์

              1.  เตรียมโดยตรงจากการผสมสารละลายของกรดอ่อนกับสารละลายเกลือของกรดอ่อนนั้น  หรือผสมสารละลายของเบสอ่อนกับสารละลายเกลือของเบสอ่อนนั้น  ดังรูป
 

          2.  เตรียมจากปฏิกิริยาระหว่างกรดกับเบส
               2.1  บัฟเฟอร์กรด  เตรียมโดยใช้สารละลสยของกรดอ่อนที่มากเกินพอ ทำปฏิกิริยากับเบส (แก่หรืออ่อนก็ได้  แต่ต้องมีจำนวนน้อยกว่ากรดอ่อนจนถูกใช้หมด)  เช่น  

                                                                                    HF_(aq)        +       NaOH_(aq)    ↔    NaF_(aq)  +  H₂O_(l) 
                                                                            (กรดอ่อนมากเกินพอ)       (หมด)       (เกลือของกรดอ่อนที่เกิดขึ้น)
                                                                                   (มีเหลือ)

                 ถ้าใช้ HF มากเกินพอจะมี  HF  เหลืออยู่  เมื่อเกิดปฏิกิริยาจนสมบูรณ์แล้ว  NaOH  จะหมดไป  ในระบบจะเป็นสารละลายผสมระหว่างHF  ส่วนที่เหลือ  กับ NaF  ที่เกิดขึ้น  
          จึงเป็นบัฟเฟอร์กรด  (กรดอ่อน+เกลือของกรดอ่อนนั้น)  ดังรูป

 

                        2.2   บัฟเฟอร์เบส  เตรียมโดยใช้สารละลายเบสอ่อนที่มากเกินพอ  ทำปฎิกิริยากับสารละลายกรดกรด  (แก่หรืออ่อนก็ได้  แต่ต้องมีจำนวนน้อยกว่าเบสอ่อนจนถูกใช้หมด)  เช่น 

                                                                                         HCl_(aq)  +   NH₄OH_(aq)   →   NH₄Cl_(aq)  +    H₂O_(l)  
                                                                                        (หมด)       (มากเกินพอ)           (เกิดขึ้น)
                                                                                                           มีเหลือ

       เมื่อเกิดปฏิกิริยาสมบูรณ์แล้ว  HCl  จะหมดไปแต่ NH₄OH ยังมีเหลือ ฉะนั้นในระบบจะเป็นสารละลายผสมระหว่าง NH₄OH  สว่นที่เหลือ กับ  NH₄Cl ที่เกิดขึ้น จึงเป็นสารละลายบัฟเฟอร์เบส  (เบสอ่อน + เกลือของเบสอ่อนนั้น) 

 การควบคุมค่า pH  ของสารละลายบัฟเฟอร์  

                ส่วนประกอบของสารละลายบัฟเฟอร์ จะแตกต่างจากสารละลายของกรดอ่อนหรือเบสอ่อน   คือ  ในสารละลายกรดอ่อนจะมีอนุภาคของกรดอ่อนละลายอยู่มาก  แต่อนุภาคของคู่เบสมีน้อย  เช่น   

                แต่เมื่อผสมสารละลายเกลือของ  CH₃COOH  เช่น  CH₃COONa  ซึ่งเป็นสารไอออนิกที่ละลายน้ำได้ดี  แตกตัวเป็นไอออนได้ทั้งหมด  จึงมี  CH₃COO^-  อยู่เป็นจำนวนมาก  ดังนี้

                เมื่อนำมาผสมกันจะมีสมบัติเป็นสารละลายบัฟเฟอร์  ให้สังเกตว่าในสารละลายจะมีกรดอ่อนและคูเบสของกรดอ่อนเป็นจำนวนมากทั้งคู่  ดังสมการ

             การที่ในสารละลายมี กรดอ่อนและคู่เบสของกรดอ่อนนั้นอยู่เป็นจำนวนมาก  ทำให้สามารถควบคุมระดับความเป็นกรด-เบสของสารละลายเอาไว้ได้จึงมีสมบัติเป็นสารละลายบัฟเฟอร์  เพราะ  ...

                -  เมื่อเติมกรด (H⁺) กรดหรือ  H⁺  ที่เติมลงไปก็จะรวมตัวกับ  CH₃COO^-  เกิดปฏิกิริยาย้อนกลับเปลี่ยนให้อยู่ในรูป  CH₃COOH ได้เกือบทั้งหมด  ทำให้ความเข้มข้น  H⁺  เพิ่มขึ้นน้อยกว่า
       จำนวนที่เติมลงไปจริง  pH  จึงแปลี่ยนแปลงน้อยกว่าปริมาณของ H⁺  ที่เติมลงไปจริง 
                                                                                   (คลิ้ก  ฃมการควบคุม  pH  ของสารละลายบัฟเฟอร์กรด)

                -   เมื่อเติมเบส (OH^-) เบสหรือ  OH^-  ที่เติมลงไปก็จะรวมตัวกับ  H⁺  เปลี่ยนให้มาอยู่ในรูป  H₂O ทำให้  H⁺  ลดลงในตอนแรก  แต่ในเวลาเดียวกัน  CH₃COOH  ซึ่งมีอยู่มาก
       (สังเกตทางซ้ายของสมการ)ก็จะเกิดการแตกตัวให้ H⁺ มาทดแทนได้เกือบทั้งหมด  ทำให้ปริมาณของ H⁺ จึงลดลงน้อยกว่าปริมาณของ OH^-  ที่เติม  pH  จึงเปลี่ยนแปลงน้อยกว่าปริมาณของ OH^- 
       ที่เติมลงไปจริง  

                สำหรับสารละลายบัฟเฟอร์เบสก็จะมีลักษณะเช่นเดียวกัน  คือเบสอ่อนแตกตัวได้น้อย  เช่น  การละลายของ  NH₄OH  ดังสมการ  ;  

         แต่สำหรับเกลือของเบสชนิดนี้  เช่น  NH₄Cl  จะละลายน้ำได้ดี  ดังสมการ

    เมื่อผสมสารละลายของเบสอ่อนกับสารละลายเกลือของเบสอ่อนเข้าด้วยกัน  ในสารละลายที่ได้จากการผสมก็จะมีมากทั้งตัวของเบสอ่อนลัคู่กรดของมัน  จึงมีสมบัติเป็นสารละลายบัฟเฟอร์  ดังสมการ   
              

Chemistry 11

pH   ของสารละลาย

ในสารละลายกรดหรือเบสจะมีทั้ง H3O+ และ OH–  อยู่ในปริมาณที่แตกต่างกัน การบอกความเป็นกรด เป็นเบสของสารละลายโดยใช้ความ

เข้มข้นของ H3O+ หรือ OH–  มักเกิดความผิดพลาดได้ง่ายเพราะสารละลายมักมีความเข้มข้นของ H3O+ หรือ OH– น้อย  ดังนั้นในปี ค.ศ. 1909 นักเคมีชาวสวีเดนชื่อ ซอเรสซัน (Sorensen)  ได้เสนอให้บอกความเป็นกรด-เบสของสารละลายในรูปมาตราส่วนpH  ย่อมาจากภาษาฝรั่งเศสว่า  puissance d,hydrogine แปลว่า กำลังของไฮโดรเจน (power of hydrogen)  โดยกำหนดว่า

เมื่อความเข้มข้นของ   H3O+   มีหน่วยเป็น  mol/dm3  หรือ  Molar

ในสารละลายที่เป็นกลาง   [H3O+]    =    [OH–]  =    1.0 x 10-7 mol/dm3

ดังนั้น  หา  pH  ของสารละลายได้ดังนี้     pH                =  – log[H3O+]

=  – log 1.0 x 10-7

=  – (log 1.0 – 7log10)

=  0 + 7  = 7

นั่นคือสารละลายที่เป็นกลางมี    pH   =   7

   ค่า pH ที่ใช้ระบุความเป็นกรดหรือเบสของสารละลาย สรุปได้ดังนี้

สารละลายกรด มี [H3O+] มากกว่า 1.0 x 10-7 mol/dm3 ดังนั้น pH<7.00

สารละลายที่เป็นกลาง มี [H3O+] เท่ากับ 1.0 x 10-7 mol/dm3 ดังนั้น pH = 7.00

สารละลายเบส มี [H3O+] น้อยกว่า 1.0 x 10-7 mol/dm3 ดังนั้น pH>7.00

นอกจากนี้สามารถบอกความเป็นกรด-เบสของสารละลายในรูปความเข้มข้นของ OH–  ก็ได้ โดยค่า pOHค่า pOH ใช้บอกความความเป็นกรด-

เบสของสารละลายเจือจางได้เช่นเดียวกับค่า pH ซึ่งค่า pOH จะขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของ OH– โดยกำหนดความสัมพันธ์ดังนี้