กรดและด่างเป็นสารเคมีที่ได้รับความนิยมซึ่งมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันทำให้เกิดเกลือและน้ำ คำว่ากรดมาจากคำภาษาละติน ‘acere’ ซึ่งแปลว่า ‘เปรี้ยว’
ในชีวิตประจำวันของเรา เราใช้สารประกอบหลายอย่างที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่ากรด น้ำส้มหรือน้ำเกรพฟรุตที่คุณดื่มเป็นอาหารเช้าประกอบด้วยกรดซิตริก (หรือที่เรียกว่าวิตามินซี) เมื่อนมเปรี้ยวจะมีกรดแลคติก น้ำส้มสายชูที่ใช้ทำน้ำสลัดมีกรดอะซิติก
ตามนี้พันธะเคมีถือว่าประกอบด้วยกรด-เบสรวมกัน คุณสมบัติของโมเลกุลจึงสามารถเข้าใจได้โดยแบ่งออกเป็นกรดและด่าง
นิยามกรดและด่าง
กรดคือสารที่มีไฮโดรเจนซึ่งสามารถให้โปรตอน (ไฮโดรเจนไอออน) แก่สารอื่นได้ ด่างคือโมเลกุลหรือไอออนที่สามารถรับไฮโดรเจนไอออนจากกรดได้
pH ของกรด-ด่าง
ในการหาค่าตัวเลขของระดับความเป็นกรดหรือความเป็นด่างของสาร สามารถใช้มาตราส่วน pH (ซึ่ง pH ย่อมาจาก ‘ศักยภาพของไฮโดรเจน’) ได้มาตราส่วน pH เป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปและเชื่อถือได้มากที่สุดในการวัดค่าความเป็นกรดหรือด่างของสาร มาตรวัดระดับ pH อาจแตกต่างกันตั้งแต่ 0 ถึง 14 โดยที่ 0 เป็นกรดมากที่สุดและ 14 คือสารพื้นฐานที่สุดที่สามารถเป็นได้
อีกวิธีในการตรวจสอบว่าสารมีสภาพเป็นกรด-ด่างคือการใช้กระดาษลิตมัส กระดาษลิตมัสมีอยู่สองประเภทที่สามารถใช้เพื่อระบุกรด-ด่าง กระดาษลิตมัสสีแดงและกระดาษลิตมัสสีน้ำเงิน กระดาษลิตมัสสีน้ำเงินจะเปลี่ยนเป็นสีแดงภายใต้สภาวะที่เป็นกรด และกระดาษลิตมัสสีแดงจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินภายใต้สภาวะพื้นฐานหรือด่าง
คุณสมบัติของกรด-ด่างคือ
1. คุณสมบัติของกรด
- กรดมีฤทธิ์กัดกร่อนในธรรมชาติ
- เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี
- ค่า pH จะน้อยกว่า 7 เสมอ
- เมื่อทำปฏิกิริยากับโลหะ สารเหล่านี้จะผลิตก๊าซไฮโดรเจน
- กรดเป็นสารที่มีรสเปรี้ยว
- ตัวอย่าง: กรดซัลฟิวริก [H2SO4] กรดไฮโดรคลอริก [HCl] กรดอะซิติก [CH3COOH]
2. คุณสมบัติของด่าง
คุณสมบัติบางอย่างเช่นรสขมเป็นของด่างทั้งหมด ก็ลื่นเช่นกัน ด่างจะนำไฟฟ้าเนื่องจากประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุในสารละลาย
- มีเนื้อสัมผัสเป็นสบู่
- สารเหล่านี้จะปล่อยไฮดรอกไซด์ไอออน (OH– ไอออน) เมื่อละลายในน้ำ
- ในสารละลายที่เป็นน้ำ เบสทำหน้าที่เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี
- ค่า pH ที่สอดคล้องกับเบสจะมากกว่า 7 เสมอ
- เบสเป็นสารรสขมซึ่งมีความสามารถในการเปลี่ยนกระดาษลิตมัสสีแดงเป็นสีน้ำเงิน
- ตัวอย่าง: โซเดียมไฮดรอกไซด์ [NaOH] น้ำนมของแมกนีเซีย [Mg(OH)2] แคลเซียมไฮดรอกไซด์ [Ca(OH)2]
3. สารเป็นกลาง
สารที่เป็นกลางคือสารที่ไม่มีคุณสมบัติของกรดหรือเบส มีไฮโดรเจนและไฮดรอกซิลไอออนในปริมาณเท่ากัน และไม่เปลี่ยนสีของพื้นผิวสารสีน้ำเงิน
- สารเหล่านี้ไม่แสดงลักษณะที่เป็นกรดหรือด่างใดๆ
- ค่า pH ประมาณ 7
- สารเป็นกลางไม่มีผลกับกระดาษลิตมัสสีแดงหรือสีน้ำเงิน
- ค่า pH ของน้ำบริสุทธิ์เท่ากับ 7
- ตัวอย่าง: น้ำ เกลือทั่วไป (NaCl)