กรด-เบส

องค์ความรู้

• กรด คือสารที่ละลายน้ำแล้วมีสมบัติเป็นกรด — รสเปรี้ยว · เปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจาก น้ำเงินเป็นแดง · ทำปฏิกิริยากับหินปูนหรือผงฟูแล้วเกิด แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ · กัดกร่อนโลหะและหินอ่อนได้
• เบส คือสารที่ละลายน้ำแล้วมีสมบัติเป็นเบส — รสฝาดและขม · รู้สึกลื่นมือเหมือนสบู่ · เปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจาก แดงเป็นน้ำเงิน · กัดกร่อนผิวหนังและเนื้อเยื่อได้
• สารละลายกรดและเบสต่างนำไฟฟ้าได้ เพราะมีไอออนอยู่ในสารละลาย จึงต้องทดลองกับไฟแรงต่ำและระวังเรื่องความปลอดภัย
• กรดทำปฏิกิริยากับเบสได้เกลือและน้ำ เรียกว่า ปฏิกิริยาสะเทิน จึงเป็นหลักที่ใช้อธิบายว่าทำไมยาลดกรด (เบสอ่อน) จึงบรรเทาอาการแสบร้อนในกระเพาะ (กรด)
• กรดและเบสยังแบ่งเป็นชนิดแก่กับชนิดอ่อน ตามความสามารถในการกัดกร่อน

ชนิด	ตัวอย่างกรด	ตัวอย่างเบส
แก่ (กัดกร่อนรุนแรง)	กรดไฮโดรคลอริก · กรดซัลฟิวริก (ในแบตเตอรี่รถยนต์)	โซดาไฟ (โซเดียมไฮดรอกไซด์)
อ่อน (ใช้ในชีวิตประจำวันได้)	น้ำมะนาว · น้ำส้มสายชู · น้ำอัดลม · นมเปรี้ยว	ผงฟู · เบกกิ้งโซดา · สบู่ · ยาสีฟัน

• น้ำปูนใสมีค่า pH ประมาณ 12 จึงเป็นเบสแก่กว่าสารที่ใช้ในครัวเรือนอื่น ๆ (ดู sc-acidbase-02) แต่ปูนขาวละลายน้ำได้น้อย จึงกัดกร่อนไม่รุนแรงเท่าโซดาไฟ
• กรด-เบสในร่างกายและในครัว — กระเพาะอาหารมีกรดช่วยย่อยอาหารและฆ่าเชื้อ · ลำไส้เล็กมีเบสช่วยสะเทินกรดที่ผ่านลงมา · น้ำส้มสายชูใช้ถนอมอาหาร · ผงฟูทำขนมให้ฟู · น้ำมะนาวตัดรสคาว

ตัวอย่างและวิธีคิด

• น้ำมะนาวกับน้ำปูนใสเป็นกรดหรือเบส — น้ำมะนาวมีรสเปรี้ยวและเปลี่ยนลิตมัสน้ำเงินเป็นแดง จึงเป็น กรด · น้ำปูนใสมีรสฝาด รู้สึกลื่น และเปลี่ยนลิตมัสแดงเป็นน้ำเงิน จึงเป็น เบส
• เพราะเหตุใดจึงไม่ควรใช้มือเปล่าจับน้ำยาล้างท่อ — น้ำยาล้างท่อเป็น เบสแก่ ผิวหนังและเนื้อเยื่อถูกกัดกร่อนได้ ต้องสวมถุงมือและให้ผู้ใหญ่เป็นคนใช้
• ยาสีฟันช่วยลดกรดในปากได้อย่างไร — ยาสีฟันมีสมบัติเป็น เบสอ่อน จึงสะเทินกรดจากอาหารและแบคทีเรียที่เกาะฟัน ลดการกัดกร่อนของฟัน
• ถ้าไม่แน่ใจว่าสารใดเป็นกรดหรือเบส จะทดสอบอย่างปลอดภัยได้อย่างไร — หยดสารลงบนกระดาษลิตมัสหรือกระดาษ pH ห้ามชิมหรือดมโดยตรง

ภาพและไดอะแกรม

mindmap
  root((สารละลายกรดและเบส))
    กรด
      รสเปรี้ยว
      ลิตมัสน้ำเงินเปลี่ยนเป็นแดง
      ทำปฏิกิริยากับหินปูนได้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์
      ตัวอย่าง น้ำมะนาว น้ำส้มสายชู น้ำอัดลม
      กรดแก่ กรดไฮโดรคลอริก กรดซัลฟิวริก
    เบส
      รสฝาดและขม ผิวลื่น
      ลิตมัสแดงเปลี่ยนเป็นน้ำเงิน
      ฟีนอล์ฟทาลีนเปลี่ยนเป็นสีชมพู
      ตัวอย่าง ผงฟู น้ำปูนใส สบู่ ยาสีฟัน
      เบสแก่ โซดาไฟ
    กรดรวมกับเบส
      ปฏิกิริยาสะเทิน
      ได้เกลือและน้ำ

คำบรรยายภาพ: แผนภาพความคิดสรุปสมบัติของสารละลายกรดและเบส กลุ่มกรดมีรสเปรี้ยว เปลี่ยนลิตมัสสีน้ำเงินเป็นแดงและทำปฏิกิริยากับหินปูนได้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ กลุ่มเบสมีรสฝาด รู้สึกลื่น เปลี่ยนลิตมัสสีแดงเป็นน้ำเงินและเปลี่ยนฟีนอล์ฟทาลีนเป็นสีชมพู ส่วนการนำกรดมาผสมกับเบสจะเกิดปฏิกิริยาสะเทินได้เกลือและน้ำ

องค์ความรู้

• ค่า pH เป็นตัวเลขที่บอกว่าสารละลายเป็นกรดหรือเบส และเป็นมากน้อยเพียงใด มีสเกล 0 ถึง 14
  • pH = 7 เป็น กลาง เช่น น้ำกลั่น
  • pH ต่ำกว่า 7 เป็น กรด และยิ่งค่าน้อยยิ่งเป็นกรดมาก
  • pH สูงกว่า 7 เป็น เบส และยิ่งค่ามากยิ่งเป็นเบสมาก
• ตารางเทียบค่า pH โดยประมาณของสารที่รู้จัก

สาร	pH ประมาณ	บอกความเป็น
น้ำมะนาว · น้ำอัดลม	2–3	กรดแก่กว่า
น้ำส้มสายชู	3	กรด
น้ำฝนและน้ำธรรมชาติ	5.6–7	เป็นกรดอ่อน ๆ ถึงกลาง
นมสด	6.5	กรดอ่อนมาก
น้ำกลั่น	7	กลาง
ผงฟู · น้ำสบู่	8.5–9.5	เบสอ่อน
น้ำปูนใส	12	เบสแก่กว่า

• การวัดค่า pH ให้ละเอียด ใช้ กระดาษ pH (กระดาษยูนิเวอร์แซลอินดิเคเตอร์) แล้วเทียบสีกับแถบสีบนกล่อง · ถ้าต้องการละเอียดกว่านั้นใช้เครื่องวัด pH ซึ่งให้ค่าระบุเป็นตัวเลข
• ค่า pH บอกความแรง แต่ไม่ได้บอกชนิดของสาร — สารต่างชนิดกันมีค่า pH เท่ากันได้ และสารชนิดเดียวกันเจือจางต่างกันก็มีค่า pH ต่างกัน
• การนำไปใช้ในชีวิตประจำวัน — ตรวจ pH ของดินเพื่อเลือกพืชและปรับด้วยปูนขาวหรือปุ๋ย · ตรวจ pH น้ำในตู้ปลาและสระว่ายน้ำ · ตรวจกรดในกระเพาะ (ปกติเป็นกรดแรง) · เฝ้าระวัง ฝนกรด ที่มีค่า pH ต่ำกว่า 5.6 ซึ่งทำลายพืช สิ่งก่อสร้าง และแหล่งน้ำ

ตัวอย่างและวิธีคิด

• สาร A มี pH 2 และสาร B มี pH 6 สารใดเป็นกรดมากกว่า — ทั้งคู่เป็นกรด แต่ pH 2 ต่ำกว่า จึงเป็นกรดมากกว่า
• น้ำกลั่นและน้ำสบู่ อย่างใดเป็นกลาง — น้ำกลั่น pH 7 เป็นกลาง · น้ำสบู่ pH ประมาณ 9 จึงเป็นเบส
• โจทย์ให้ค่า pH ของดิน 3 แปลง 4.5 · 6.5 · 8 ถ้าต้องการปลูกผักที่ชอบดินเป็นกลางควรเลือกแปลงใด — แปลงที่ pH 6.5 เพราะใกล้ 7 มากที่สุด
• ฝนมีค่า pH 4.5 จัดเป็นฝนกรดได้หรือไม่ — ได้ เพราะต่ำกว่า 5.6 ซึ่งเป็นค่าอ้างอิงของฝนธรรมชาติที่ยังไม่ถูกปนเปื้อน

องค์ความรู้

• กระดาษลิตมัส เป็นกระดาษทดสอบสองสี คือ ลิตมัสสีน้ำเงิน และ ลิตมัสสีแดง ใช้ดูการเปลี่ยนสี
• สารที่ใช้เรียกว่า «อินดิเคเตอร์» คือสารที่เปลี่ยนสีได้ตามความเป็นกรด-เบส — อินดิเคเตอร์ที่ใช้บ่อยในระดับนี้คือกระดาษลิตมัส ฟีนอล์ฟทาลีน และกระดาษ pH
• ตารางสรุปสีที่สังเกตได้

สารที่ทดสอบ	ลิตมัสสีน้ำเงิน	ลิตมัสสีแดง	ฟีนอล์ฟทาลีน
กรด	เปลี่ยนเป็น สีแดง	คงสีแดง	ไม่มีสี
เบส	คงสีน้ำเงิน	เปลี่ยนเป็น สีน้ำเงิน	เปลี่ยนเป็น สีชมพู
สารกลาง (น้ำกลั่น)	คงสีน้ำเงิน	คงสีแดง	ไม่มีสี

• วิธีทดสอบที่ถูกต้อง — ใช้แท่งแก้วคนสารหรือหลอดหยด หยดสาร 1 หยด ลงบนกระดาษทดสอบ แล้วอ่านสีที่เปลี่ยน ห้าม นำกระดาษทดสอบจุ่มลงในขวดสารโดยตรง เพราะจะทำให้สารที่เหลือปนเปื้อน และห้ามใช้แท่งแก้วเดียวคนหลายสาร
• อินดิเคเตอร์จากธรรมชาติ — น้ำจาก ดอกอัญชัน และน้ำจาก กะหล่ำปลีม่วง เปลี่ยนสีต่างกันในกรดและในเบส จึงใช้ทดสอบได้ แต่สีที่ได้ไม่คมชัดเท่ากระดาษลิตมัส
• การเลือกใช้ให้ตรงงาน — ถ้าต้องการรู้แค่ «เป็นกรดหรือเบส» ใช้ลิตมัส · ถ้าต้องการรู้ «เป็นมากน้อยแค่ไหน» ใช้กระดาษ pH หรือเครื่องวัด pH · ถ้าต้องการดูการสะเทินให้เห็นชัด ใช้ฟีนอล์ฟทาลีน (สีชมพูจะจางหายเมื่อกรดและเบสสะเทินกันพอดี)

ตัวอย่างและวิธีคิด

• หยดสารลงบนลิตมัสสีน้ำเงินแล้วกระดาษเปลี่ยนเป็นสีแดง สารนั้นคืออะไร — เป็น กรด
• นำลิตมัสสีแดงจุ่มในสาร สีไม่เปลี่ยน สรุปได้ว่าอย่างไร — สรุปได้แค่ว่า «ไม่ใช่เบส» เพราะสารนั้นอาจเป็นกรดหรือเป็นกลาง ต้องทดสอบกับลิตมัสสีน้ำเงินหรือกระดาษ pH เพิ่ม
• ใส่ฟีนอล์ฟทาลีนลงในน้ำปูนใส สังเกตเห็นอะไร — น้ำปูนใสเป็นเบส ฟีนอล์ฟทาลีนจึงเปลี่ยนเป็น สีชมพู
• ต้องการพิสูจน์ว่าน้ำส้มสายชูเป็นกรด จะใช้อะไรทดสอบได้บ้าง — กระดาษลิตมัสสีน้ำเงิน (จะเปลี่ยนเป็นแดง) · กระดาษ pH (จะให้ค่าประมาณ 3) · น้ำดอกอัญชัน (จะเปลี่ยนสีไปทางโทนแดง)

ภาพและไดอะแกรม

flowchart TD
    A[สารที่ต้องการทดสอบ] --> B{ทดสอบด้วยกระดาษลิตมัส}
    B -->|ลิตมัสน้ำเงินเปลี่ยนเป็นแดง| C[เป็นกรด]
    B -->|ลิตมัสแดงเปลี่ยนเป็นน้ำเงิน| D[เป็นเบส]
    B -->|สีไม่เปลี่ยนทั้งสองสี| E[เป็นสารกลาง]
    C --> F[ต้องการรู้ว่าเป็นกรดมากน้อยเพียงใด<br/>ใช้กระดาษ pH หรือเครื่องวัด pH]
    D --> F
    F --> G[อ่านค่า pH เทียบสเกล 0 ถึง 14]
    G --> H[ต่ำกว่า 7 กรด · เท่ากับ 7 กลาง · สูงกว่า 7 เบส]

คำบรรยายภาพ: ผังการทดสอบว่าสารเป็นกรด เบส หรือสารกลาง เริ่มจากการหยดสารลงบนกระดาษลิตมัส ถ้าลิตมัสสีน้ำเงินเปลี่ยนเป็นสีแดงถือเป็นกรด ถ้าลิตมัสสีแดงเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินถือเป็นเบส ถ้าไม่เปลี่ยนทั้งสองสีถือเป็นสารกลาง จากนั้นถ้าต้องการรู้ว่ามากน้อยเพียงใดให้ใช้กระดาษ pH หรือเครื่องวัด pH แล้วอ่านค่าเทียบสเกล 0 ถึง 14

องค์ความรู้

• ประโยชน์ของกรด — น้ำส้มสายชูและน้ำมะนาวใช้ปรุงรสและถนอมอาหาร · กรดในกระเพาะช่วยย่อยและฆ่าเชื้อ · กรดในแบตเตอรี่รถยนต์ใช้เก็บพลังงานไฟฟ้า · น้ำยาล้างห้องน้ำที่เป็นกรดใช้ขจัดคราบหินปูน · กรดซิตริกและกรดแอสคอร์บิกใส่ในเครื่องดื่มและวิตามิน
• ประโยชน์ของเบส — สบู่ ผงซักฟอก และน้ำยาล้างจานเป็นเบสอ่อนจึงกำจัดไขมันได้ดี · เบกกิ้งโซดาและผงฟูใช้ทำขนม · ยาลดกรดใช้สะเทินกรดในกระเพาะ · น้ำปูนใสและปูนขาวใช้ปรับ pH ของดินเปรี้ยวและใช้ในงานก่อสร้าง · แอมโมเนียในน้ำยาเช็ดกระจก · ยาสีฟันเป็นเบสอ่อนช่วยลดกรดในปาก
• โทษของกรด-เบส — สารชนิดแก่ กัดกร่อนผิวหนัง ดวงตา และเนื้อเยื่อ · กลืนกินจะอันตรายมาก · ไอระเหยของแอมโมเนียและกรดเข้มข้นระคายจมูกและทางเดินหายใจ
• ฝนกรด เกิดจากแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนโตรเจนออกไซด์จากโรงงานและท่อไอเสียละลายในไอน้ำแล้วตกลงมาเป็นฝนที่มีค่า pH ต่ำ · ทำให้ใบพืชเสียหาย กัดกร่อนหินอ่อนและโลหะ และทำให้แหล่งน้ำเป็นกรดจนสัตว์น้ำตาย
• ข้อปฏิบัติเพื่อความปลอดภัย — อ่านฉลากก่อนใช้ทุกครั้ง · สวมถุงมือและแว่นตาขณะใช้สารเคมี · ห้ามชิม และห้ามใช้ภาชนะบรรจุอาหารใส่สารเคมี · ห้ามผสมน้ำยาทำความสะอาดต่างชนิดกัน เช่น น้ำยาล้างห้องน้ำกับน้ำยาฟอกขาว เพราะอาจเกิดแก๊สพิษ · ถ้าสารหกถูกผิวหนังให้ล้างด้วยน้ำสะอาดปริมาณมากและนานพอ แล้วบอกผู้ใหญ่ทันที · ทิ้งสารที่เหลือตามวิธีบนฉลาก ไม่เทลงแหล่งน้ำหรือท่อระบายน้ำ

ตัวอย่างและวิธีคิด

• เพราะเหตุใดจึงห้ามผสมน้ำยาล้างห้องน้ำกับน้ำยาฟอกขาว — เป็นการผสมสารคนละชนิดเข้าด้วยกัน อาจเกิด แก๊สพิษ ที่ทำอันตรายต่อทางเดินหายใจ จึงต้องใช้ทีละชนิดและล้างออกให้สะอาดก่อนใช้ชนิดถัดไป
• เกษตรกรมีดินเปรี้ยวมาก (pH ประมาณ 4.5) จะแก้ได้อย่างไร — ใส่ปูนขาวซึ่งเป็น เบส เพื่อปรับ pH ของดินให้สูงขึ้นจนเหมาะกับการปลูกพืช
• ทำไมชาวสวนจึงใช้น้ำปูนใสทาเปลือกไม้ — ปูนขาวเป็นเบส ช่วยปรับความเป็นกรดและลดการเกาะของเชื้อราบนเปลือกไม้
• ถ้าน้ำยาล้างจานหกถูกมือ ควรทำอย่างไร — น้ำยาล้างจานเป็นเบสอ่อน ล้างด้วยน้ำสะอาดปริมาณมาก ๆ ให้เจือจางและหลุดออกให้หมด แล้วเช็ดให้แห้ง