World Chemical Group

สารประกอบไฮดรอกไซด์ (Hydroxides) คืออะไร ?

สารประกอบไฮดรอกไซด์ (Hydroxides) คือ สารประกอบเคมีที่มี ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH^–) เป็นองค์ประกอบหลัก โดยทั่วไปมักเกิดจากการสร้างพันธะระหว่างไอออนของธาตุโลหะกับหมู่ไฮดรอกซิล มีสมบัติเป็นเบส (สารละลายมีความเป็นด่าง) และสามารถแตกตัวให้ (OH^–) เมื่อละลายน้ำ

อะไรทำให้ Hydroxide เป็นเบส ?

ตามหลักเคมี เหตุผลที่ OH^– ทำหน้าที่เป็นเบส มีคำอธิบายสั้นๆ 2 ทฤษฎี ดังนี้

1. มีอิเล็กตรอนเหลือเฟือ (ตามทฤษฎีลูอิส)

ตัวให้คู่แอนไอออน: อะตอมออกซิเจนใน OH^– มี อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว (Lone pair electrons) เหลือเฟือถึง 3 คู่

การที่มันมีประจุลบ แสดงว่ามันมีอิเล็กตรอนเกินมา มันจึงไม่หิว แต่พร้อมที่จะ ให้อิเล็กตรอน แก่สารอื่นที่ขาดแคลน (สารที่ให้อิเล็กตรอนเรียกว่า เบส)

ถ้าอย่างนั้น Hydride (H^–) ก็เป็นเบส ?

คำตอบคือ ใช่ Hydride ก็เป็นเบสเช่นกันตามทฤษฎีลูอิส แต่มีความแตกต่างคือ Hydride ตัวมันมีขนาดเล็กมากและให้อิเล็กตรอนเก่งกว่า

• ถ้ามันวิ่งไปจับกับโปรตอน (H⁺) เราจะเรียกมันว่า เบส
• แต่ถ้ามันวิ่งเอาอิเล็กตรอนไปโจมตีอะตอมคาร์บอน (C) ในโมเลกุลอื่น เราจะเรียกมันว่า นิวคลีโอไฟล์ (Nucleophile – ตัวชอบประจุบวก)

และ Hydride สามารถทำ Hydrogenation (ปฏิกิริยาการเติมไฮโดรเจน) ได้ ซึ่งคือคุณสมบัติพิเศษที่เด่นมากของ Hydride ซึ่งเบสธรรมดาอย่างไฮดรอกไซด์ (OH^–) ทำไม่ได้เหตุผลที่ทำให้ไฮดรายด์ (H^–) ทำหน้าที่นี้ได้ แตกต่างจากเบสทั่วไป มีดังนี้

Hydride (H^–): เมื่อมันให้อิเล็กตรอนแก่สารตั้งต้น (เช่น พันธะคู่ของคาร์บอน (C=C) หรือ (C=O) สิ่งที่หลุดไปเกาะอยู่ในโมเลกุลคือ อะตอมของไฮโดรเจน (-H) ซึ่งทำให้เกิดโครงสร้างใหม่ที่เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่อิ่มตัวขึ้น

เบสธรรมดา (OH^–): เมื่อมันเอาอิเล็กตรอนไปโจมตีสารอื่น สิ่งที่วิ่งเข้าไปเกาะคือ หมู่ไฮดรอกซิล (-OH) ซึ่งกลายสภาพเป็นสารจำพวกแอลกอฮอล์หรือคาร์บอกซิลิก ไม่ใช่การเติมไฮโดรเจน

2. ชอบตะครุบโปรตอน (ตามทฤษฎีเบรินสเตด-ลาวรี)

ตัวรับโปรตอน: ด้วยความที่มีประจุลบเด่นชัด มันจึงดึงดูดประจุบวกได้ดีมาก

สร้างน้ำ: มันจะวิ่งไปจับกับไฮโดรเจนไอออน H⁺ หรือโปรตอน ที่มีความเป็นกรด เพื่อรวมตัวกันกลายเป็นน้ำ H₂O ซึ่งเสถียร (สารที่รับโปรตอนเรียกว่า เบส)

สารประกอบไฮดรอกไซด์ (Hydroxides) มีอะไรบ้าง ?

สารประกอบไฮดรอกไซด์ (Hydroxides) มีหลายชนิดเพราะขึ้นอยู่กับ ธาตุที่จับคู่ด้วย ส่งผลให้มีสมบัติ, การละลายน้ำ, และฤทธิ์เป็นเบสต่างกัน จึงต้องเลือกใช้ให้ตรงกับงาน ตามค่า pK_a ซึ่งก็คือตัวชี้วัดความสามารถในการแตกตัวและปล่อยประจุของสารนั้น ๆ

1. โลหะอัลคาไล (หมู่ 1) เช่น NaOH, KOH

แตกตัวเป็นเบสแก่ ละลายน้ำได้ดีมาก คายความร้อนสูง ค่า pH สูง

เหมาะสำหรับงาน: งานปรับสภาพกรดรุนแรง, อุตสาหกรรมสบู่, สารซักฟอก และงานที่ต้องการฤทธิ์กัดกร่อนสูง

2. โลหะอัลคาไลน์เอิร์ท (หมู่ 2) เช่น Ca(OH)2, Mg(OH)2

เป็นเบสแก่ ละลายน้ำได้น้อย (ควบคุมการปล่อยด่างได้ดีกว่า)

เหมาะสำหรับงาน: งานบำบัดน้ำเสีย, ปรับสภาพดินเปรี้ยว, งานก่อสร้าง และยาสามัญประจำบ้าน (เช่น ยาลดกรดเคลือบกระเพาะ)

3. โลหะทรานซิชัน เช่น Fe(OH)₃, Cu(OH)₂

มีคุณสมบัติคือ เป็นสารที่ไม่ละลายน้ำ และมักมีสีสันเฉพาะตัว

เหมาะสำหรับงาน: งานตกตะกอนในระบบบำบัดน้ำ (Coagulation), อุตสาหกรรมเม็ดสี และงานชุบโลหะ

การพิจารณาจาก pKa

ในการพิจารณาว่าเบสตัวหนึ่งมีความแรงเพียงพอที่จะ สะเทือน (Neutralize) หรือดึงโปรตอนจากกรดชนิดหนึ่งได้สมบูรณ์หรือไม่ เราจะเปรียบเทียบจาก ค่า pK_a ของ กรดคู่ (Conjugate Acid) ของเบสนั้น เช่น

กรดอะซิติก (Acetic acid) ซึ่งมีค่า pK_a = 4.76

ทางเลือกที่ 1: ใช้โซเดียมไบคาร์บอเนต (NaHCO₃) กรดคู่ของเบสนี้คือ กรดคาร์บอนิก (H₂CO₃) มีค่า pK_a = 6.35

ดังนั้น 6.35 – 4.76 = 1.59

ผลลัพธ์: ค่าเป็นบวกแต่ไม่ถึง 3 ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้ปานกลาง เกิดแก๊ส CO2 แต่ละลายกรดไม่ได้สมบูรณ์ 100% ในเชิงปริมาณสารสัมพันธ์

ทางเลือกที่ 2: ใช้โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) กรดคู่ของเบสนี้คือ น้ำ (H2O) มีค่า pK_a = 15.7

ดังนั้น 15.7 – 4.76 = 10.94

ผลลัพธ์: ค่าเกิน 3 ไปมาก แปลว่า NaOH แรงมากพอที่จะ สะเทือนกรดอะซิติกได้หมดจดทันที

กรดคู่ หรือ Conjugate Acid คืออะไร ?

ขอบคุณรูปภาพจาก: https://general.chemistrysteps.com/conjugate-acid-and-conjugate-base/

อธิบายแบบเข้าใจง่าย ๆ เลย กรดคู่ (Conjugate Acid) คือ สิ่งที่เกิดขึ้นหลังจากที่ เบสได้รับโปรตอน (H⁺) ไปแล้ว 1 ตัว ตัวอย่างเช่น

น้ำ (H2O) เป็นเบส เมื่อเติม H+ เข้าไปจะกลายเป็น ไฮโดรเนียมไอออน (H3O⁺) ซึ่งนี่คือกรดคู่ของน้ำ

แอมโมเนีย (NH₃) เป็นเบส เมื่อเติม H⁺ เข้าไป จะกลายเป็น แอมโมเนียไอออน (NH₄⁺) ซึ่งนี่คือกรดคู่ของแอมโมเนีย

ไฮดรอกไซด์ (OH^–) เป็นเบส เติม H⁺ เข้าไป ทำให้ประจุลบหักล้างหายไป กลายเป็น น้ำ (H2O) ทำให้น้ำคือกรดคู่ของไฮดรอกไซด์

ทำไมเราจึงต้องรู้เรื่อง Conjugate Acid ?

เมื่อยิ่งเบสตัวไหนหิวกระหายอยากได้โปรตอนมากๆ (เป็นเบสแก่) พอมันได้โปรตอนเข้าไปแล้ว มันจะไม่ยอมปล่อยออกมาง่ายๆ ทำให้ กรดคู่ของมันจะกลายเป็นกรดที่อ่อนมากๆ (เช่น OH^– แย่งโปรตอนเก่งมาก กรดคู่ของมันคือ H₂O ซึ่งแทบจะไม่ยอมปล่อยโปรตอนคืนเลย) เราจึงใช้ค่า pK_a ของกรดคู่เหล่านี้ มาเป็นมาตรวัดความแรงของเบสตัวแม่นั่นเอง

สนใจติดต่อ เวิลด์เคมีคอล กรุ๊ป ผู้นําด้านการจําหน่ายและนำเข้า สารเคมีภัณฑ์ เคมีภัณฑ์อุตสาหกรรม ขนาดใหญ่ และ ขนาดย่อม ประเภท เคมีอุตสาหกรรม เคมีทําความสะอาด เคมีสระว่ายน้ำ เคมีบำบัดน้ำ เคมีงานปั้น-งานหล่อ เคมีอาหาร กลิ่น สารสกัด สี น้ำหอม เคมีเครื่องสำอาง อาทิ กลีเซอรีน โซดาไฟเกล็ด โซเดียมเมต้าไบซัลไฟต์ เอทิลแอลกอฮอล์ ฯลฯ สารพัดด้านเคมี เวิลด์เคมิคอล กรุ๊ป พร้อมให้บริการและให้ปรึกษากับลูกค้าทุกท่าน

สนใจสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่

Line ID : @worldchemical
Facebook : https://www.facebook.com/chemical.chiangmai
เว็บไซต์ : www.worldchemical.co.th
โทร : 053 204 446-7