Make your own free website on Tripod.com
สาระน่ารู้เกี่ยวกับโลก

กรดและด่าง

acid

น้ำมะนาวและน้ำส้มสายชูมีรสเปรี้ยว เนื่องจากมีกรดเจือจาง กรดคือสสารที่ละลายในน้ำก่อตัวเป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็นขั้วบวกซึ่งเรียกว่า ไฮโดรเจนไอออน (H+) ตรงข้ามกับกรด คือ ด่าง ซึ่งละลายในน้ำจะก่อตัวเป็นไอออนของไฮโดรเจนและอ๊อกซิเจนที่มีประจุลบ เรียกว่า ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH-) ด่างเป็นสิ่งที่ลดกรด เนื่องจากมันจะทำให้สภาพที่เป็นกรดเกิดสมดุลกัน ยกตัวอย่างเช่น ยาสีฟันจะบรรจุด่างเพื่อทำให้สภาพที่เป็นกรดเกิดความสมดุลในปากซึ่งมิฉะนั้นจะทำให้เป็นอันตรายต่อฟัน

กรดแก่
กรดมีไฮโดรเจนไอออนมากก่อตัวขึ้นในน้ำ จะเป็นกรดแก่ และมีค่า pH ต่ำ  กรดแก่ เช่น กรดกำมะถัน (sulphuric acid) และ กรดไนตริก (nitric acid) เป็นอันตรายมากและต้องถืออย่างระมัดระวัง

acid

กรดกำมะถัน
กรดกำมะถันเข้มข้นจะขจัดน้ำออกจาก (นำน้ำออกไปจาก) สสารใด ๆ ที่มาสัมผัสมัน ยกตัวอย่างเช่น กรดจะขจัดน้ำออกจากน้ำตาล ซึ่งเป็นคาร์โบไฮเดรท เพื่อทิ้งมวลของคาร์บอนสีดำที่กำลังระอุอยู่

กรดไนตริก (กรดดินประสิว)
อินทรียวัตถุ เช่น กระดาษ จุกไม้ก๊อก ยางลบ สิ่งทอ และผิวหนัง จะละลายอย่างรวดเร็วเมื่อถูกกรดไนตริก กรดเป็นสิ่งที่กัดกร่อนมาก เนื่องจากมันจะทำให้สสารใด ๆ ที่มาสัมผัสมันรวมตัวกับอ็อกซิเจน

กรดและโลหะ
แม้กรดจะเจือจางมากที่สุดก็ยังไม่สามารถเก็บไว้ในภาชนะโลหะได้ เนื่องจากกรดจะกัดกร่อนโลหะมากที่สุด ในขณะที่กรดทำปฏิริยากับโลหะ ก๊าซไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมาและโลหะจะละลายกลายเป็นสารประกอบ ซึ่งเรียกว่า เกลือ (salt) ปฏิกิริยานั้นยังมีความรุนแรงมากกับโลหะ เช่น โพแทสเซียมและโซเดียม และยังมีปฏิกิริยารุนแรงมากกับโลหะ เช่น แมกนีเซียมและสังกะสี

เกลือ
ในขณะที่ไฮโดรเจนในกรดถูกแทนที่ด้วยโลหะในระหว่างปฏิกิริยาทางเคมี สารประกอบที่มีคุณสมบัติเป็นกลางที่เรียกว่า เกลือ จะก่อตัวขึ้น ยกตัวอย่างเช่น ในขณะที่ทองแดงทำปฏิกิริยากับกรดไนตริก ทองแดงจะกลายเป็นไฮโดรเจนทำให้เกลือเป็นไนเตรททองแดง (คอปเปอร์ไนเตรท = copper nitrate) ทองแดงเหมือนกับโลหะอื่น ๆ จะก่อรูปเป็นเกลือชนิดต่าง ๆ เมื่อผสมกับกรดต่าง ๆ เกลือส่วนมากจะกลายเป็นคริสตัล และเกลือมากมายจะมีสี เกลือบางขนิด เช่น โซเดียมคลอไรด์ (เกลือธรรมดา) จะเกิดขึ้นตามธรรมชาติ

acidsalt

อุตสาหกรรมกรด
กรดมีใช้กันอย่างกว้างขวางในโรงงาน เนื่องจากมันทำปฏิกิริยากับวัตถุอื่น ๆ ได้อย่างรวดเร็ว ยกตัวอย่างเช่น กรดซัลฟิวริกใช้ในการย้อมผ้า เส้นใยประดิษฐ์ พลาสติก สบู่ และดินระเบิด กรดนั้นเกิดจากซัลเฟอร์ (กำมะถัน) และออกซิเจนทำปฏิกิริยากัน

เบสและด่าง
สภาพความเป็นกรดของน้ำส้มสายชู (กรดเอทานอล) สามารถทำให้คุณสมบัติเป็นกลางได้ หรือทำให้เกิดการสมดุลกัน โดยการเติมชอล์ก (แคลเซียมคาร์บอเนต) สสารใด ๆ ที่ทำให้สภาพความเป็นกรดมีคุณสมบัติเป็นกลาง เช่น ชอล์ก เรียกว่า เบส ด่างคือเบสที่ละลายในน้ำ ความแก่ของด่างวัดได้ด้วยไฮดรอกไซด์ไอออนจำนวนมาก ความแก่นั้นก่อตัวขึ้นในน้ำ ด่างแก่ เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ (หรือโซดาไฟ) มีความกัดกร่อนพอ ๆ กับกรดแก่

Bases and alkalisSoaps and detergents

สบู่และผงซักฟอก
ด่างมีคุณสมบัติละลายน้ำมันและจาระบีได้เป็นอย่างดี ดังนั้นจึงมีการนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการผลิตเป็นสบู่และผงซักฟอก สิ่งสกปรกจำนวนมากที่ติดกับผิวหนัง เสื้อผ้า หรืออุปกรณ์เครื่องใช้ภายในบ้านเปื้อนจาระบี ถ้าล้างด้วยน้ำอย่างเดียวจะล้างออกยาก เนื่องจากน้ำกับจาระบีไม่เข้ากัน สบู่และผงซักฟอก เช่น น้ำยาล้างจานจะขจัดจาระบีเพียงหยดเล็ก ๆ และใช้น้ำล้างตามเพื่อขจัดสิ่งสกปรก

Bases and alkalis

ชาวนาใส่ปูนขาวในดินที่มีภาวะความเป็นกรด
Farmer liming acidic soil

Soaps and detergents

ภาวะความเป็นกรดของเกลือ
ค่า pH ของเกลือมีความแตกต่างกันในแต่ละพื้นที่ พืชจำนวนเล็กน้อยเจริญเติบโดได้ดีในดินที่มีภาวะความเป็นกรดสูง เนื่องจากกรดจะละลายแร่ธาตุที่สำคัญซึ่งพืชต้องการเพื่อความเจริญเติบโตที่ดีต่อสุขภาพและชะล้างพื้นเหล่านั้น พวกชาวนาจะรักษาดินที่มีภาวะความเป็นกรดด้วยการเทปูนขาว (แคลเซียมออกไซด์) ลาดไปทั่วทุ่งนา ปูนขาวนี้คือด่างที่มีผลผลิตราคาถูก ทำจากหินปูน มันจะทำให้กรดในดินมีค่าเป็นกลาง ซึ่งทำให้ดินอุดมสมบูรณ์มากขึ้น

คราบน้ำมันที่ลอยบนผิวน้ำ
อุบัติเหตุจากถังน้ำมันในทะเลสามารถสร้างคราบน้ำมันมหึมาบนพื้นผิวน้ำได้ ผงซักฟอกเข้มข้นที่เรียกว่า ตัวขจัดคราบน้ำมัน (dispersant) อาจจะนำมาใช้เพื่อขจัดน้ำมัน ผู้เชี่ยวชาญด้านสัตว์ป่าจะใช้ผงซักฟอกอ่อน ๆ เช่น น้ำยาล้างจาน ทำความสะอาดขนนกทะเลที่เปื้อนน้ำมัน ถ้าขนนกซึ่งปกติทำให้มันมีความอบอุ่นและแห้งมีน้ำมันอุดตัน นกอาจจะสูญเสียการลอยตัวและจมน้ำได้ หรือตายเพราะความหนาวเย็น

battery

แบตเตอรี่
กรด ด่าง และเกลือ คือ อิเล็กโทรไลต์ (สารประกอบที่แตกตัวเป็นอะตอมในสารละลายที่เป็นตัวนำไฟฟ้า) หมายความว่า เป็นตัวนำกระแสไฟฟ้าเมื่ออยู่ในสารละลาย แบตเตอรี่ประกอบด้วยอิเล็กโทรไลต์ซึ่งปกติอยู่รูปเป็นยางเปียกชื้นหรือเป็นของเหลว อยู่ระหว่างแท่งหรือแผ่นสองแผ่นที่เรียกว่า ขั้วไฟฟ้า แบตเตอรี่ทั่วไปส่วนมากเป็นแบตเตอรี่เซลล์แห้ง ซึ่งใช้เกลือแอมโมเนียมคลอไรด์ (ammonium chloride) เป็นอิเล็กโทรไลต์ แบตเตอรี่ที่มีอายุยืนจะมีอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นด่าง เช่น โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (potassium hydroxide หรือ ด่างคลี) แบตเตอรี่รถยนต์มีอิเล็กโทรไลต์ของกรดซัลฟูริก

เส้นเวลา
ศตวรรษที่ 600 ก่อนคริสตกาล ชาวฟินิเซียใช้ขี้เถ้าไม้ที่เป็นด่างทำสบู่
คริสต์ศตวรรษที่ 11 นักเคมีชาวอาหรับสร้างกรดซัลฟูริก กรดไนตริก และกรดไฮโดรคลอริก

คริสต์ศตวรรษที่ 1480 โรงงานกรดซัลฟูริกเปิดเป็นครั้งแรกในโลกที่ประเทศฝรั่งเศส

ปี ค.ศ. 1865 (พ.ศ. 2408) เออร์เนส โซลเวย์ (Ernest Solvay) นักเคมีชาวเบลเยียม ได้พัฒนาขบวนการผลิตด่าง โซเดียมคาร์บอเนต ทางพาณิชย์ขนาดใหญ่สำเร็จเป็นครั้งแรก

ปี ค.ศ. 1887 (พ.ศ. 2430) สวานเต ออกัส อาร์เรเนียส (Svante Arrhenius) เสนอว่า เป็นไฮโดรเจนไอออนที่ให้คุณสมบัติพิเศษแก่กรด 
 
ปี ค.ศ. 1908 (พ.ศ. 2451) ฟริตซ์ ฮาเบอร์ ได้คิดค้นขบวนการผลิตแอมโมเนีย 
 
ปี ค.ศ. 1909 (พ.ศ. 2452) โซเรน โซเรนเซน (1868 – 1939 = พ.ศ. 2411 – 2482 อายุ 71 ปี) คิดค้นหน่วยวัดค่า pH ขึ้นใหม่                 
				  
 

 

 

ACIDS AND ALKALIS
LEMON JUICE AND VINEGAR taste sour because they contain weak acids. An acid is a substance that dissolves in water to form positively charged particles called hydrogen ions (H+). The opposite of an acid is an alkali, which dissolves in water to form negatively charged ions of hydrogen and oxygen, called hydroxide ions (OH-). Alkalis are "antiacids" because they cancel out acidity. Toothpaste, for example, contains an alkali to cancel out acidity in the mouth that would otherwise damage teeth.

Strong acids
The more hydrogen ions an acid forms in water, the stronger it is, and the lower its pH. Strong acids, such as sulphuric acid and nitric acid, are very dangerous and must be handled carefully.

Sulphuric acid
Concentrated sulphuric acid will dehydrate (remove water from) any substance with which it comes into contact. For example, the acid dehydrates sugar, a carbohydrate, to leave a mass of smouldering black carbon.

Nitric acid
Organic matter, such as paper, cork, rubber, fabric, and skin, is rapidly decomposed by nitric acid. The acid is so corrosive because it oxidizes (supplies oxygen to) any material with which it comes into contact.

Acids and metals
Even the weakest acids cannot be stored in metal containers because acids are corrosive to most metals. When an acid reacts with a metal, hydrogen gas is given off and the metal dissolves in the acid to form a compound called a salt. The reaction is very violent with metals such as potassium and sodium, and quite vigorous with metals such as magnesium and zinc.

Salts
When the hydrogen in an acid is replaced by a metal during a chemical reaction, a neutral compound called a salt is formed. For example, when copper reacts with nitric acid, the copper takes the place of the hydrogen to make the salt copper nitrate. Like other metals, copper forms a variety of salts when mixed with different acid: Most salts are crystals, and many are coloured. Some salts, such as sodium chloride (common salt), occur naturally.

Acid industry
Acids are widely used in industry because they react so readily with other materials. For example, sulphuric acid is used in the production of dyes and pigments, artificial fibres, plastics, soaps, and explosives.
The acid is made by sulphur and oxygen reacting together.

Bases and alkalis
The acidity of vinegar (ethanoic acid) can be neutralized, or cancelled out, by adding chalk (calcium carbonate). Any substance that neutralizes acidity, such as chalk, is called a base. An alkali is a base that dissolves in water. An alkali's strength is measured by the number of hydroxide ions it forms in water. Strong alkalis, such as sodium hydroxide, are just as corrosive as strong acids.

Soaps and detergents
Alkalis are good at dissolving oil and grease, so they are widely used in the manufacture of soaps and detergents. Most dirt is bound to skin, clothes, or eating utensils by grease. The grease makes it difficult to remove the dirt with water alone, because water and grease do not mix. A soap or detergent, such as washing-up liquid, breaks the grease up into tiny drops and allows the water to wash away the dirt.

Soil acidity
The pH of soil varies from area to area. Few crops grow well in highly acidic soil, because the acid dissolves vital minerals that the plants need for healthy growth and allows them to be washed away. Farmers treat acidic soil by spreading lime (calcium oxide) over their fields. This is a cheaply produced alkali made from limestone. It neutralizes the acid in the soil, making it more fertile.

Oil slicks
Accidents with oil tankers at sea can create huge oil slicks (spillages) on the water's surface. Strong detergents called dispersants may be used to break up the oil. Wildlife experts use weaker detergents, such as washing-up liquid, to clean the feathers of oil-coated seabirds. If the birds' feathers - which usually keep them warm and dry – become clogged with oil, the birds may lose their buoyancy and drown, or die of exposure to the cold.

Batteries
Acids, alkalis, and salts are electrolytes, meaning that they conduct electricity when in solution. Batteries consist of an electrolyte - usually in the form of a moist paste or liquid - between two rods or plates called electrodes. The most common battery is the dry cell, which uses the salt ammonium chloride as an electrolyte. Long-life batteries contain alkaline electrolytes, such as potassium hydroxide; car batteries have electrolytes of sulphuric acid.

Timeline
c.600 BC The Phoenicians use alkaline wood ash to make soap.

11th century AD Arab chemists make sulphuric, nitric, and hydrochloric acids.

1780s World's first sulphuric acid factory opens in France.

1865 Ernest Solvay, a Belgian chemist, develops the first commercially successful process for making the alkali, sodium carbonate, on a large scale.

1887 Svante Arrhenius proposes that it is hydrogen ions that give acids their special properties.

1908 Fritz Haber invents a process for making ammonia.

1909 The Danish chemist Søren Sørensen  (1868-1939) devises the pH scale.