วิชาเคมีของ ม.5 เทอม 2 จะเรียนเรื่อง กรดเบส และ ไฟฟ้าเคมี โดยใช้ความรู้ของบทก่อนหน้า (สมดุล สารละลาย และปริมาณสารสัมพันธ์) มาต่อยอด ครูจะเล่าภาพรวมคร่าวๆ ของแต่ละเรื่องให้น้องอ่านจบได้ใน 4-5 นาที
บทกรดเบส จะแบ่งเป็น 3 หัวข้อหลักคือ การแบ่งประเภทของกรดและเบส ต่อด้วยการแตกตัวของกรดและเบส สุดท้ายจะเป็นปฏิกิริยาระหว่างกรดเบส
การแบ่งประเภทของกรดและเบส
การแบ่งประเภทของกรดและเบส อยู่ที่เกณฑ์ที่เราใช้แบ่งซึ่งมีอยู่หลายเกณฑ์ เช่น เกณฑ์ความแรงในการแตกตัว (จะแบ่งเป็น weak กับ strong) จำนวนครั้งการแตกตัว (mono- di- poly-) เมื่อพอรู้จัชกการแบ่งประเภทแล้วจะอธิบายความเป็นกรดหรือเบสของสารต่างๆ ผ่าน 3 ทฤษฎีกรดเบสของ อาร์เรเนียส เบิร์นสเต็ด-ลาวรี และลิวอิส
การแตกตัวของกรดและเบส สารที่มีฤทธิ์แก่ (strong) จะทั้งแตกตัวได้ทั้งหมด ส่วนสารที่มีฤทธิ์อ่อน (weak) จะแตกตัวได้บางส่วน เกิดเป็นภาวะสมดุล โดยคำนวณปริมาณการแตกตัวได้จากค่าคงที่สมดุลการแตกตัวของกรดหรือเบสชนิดนั้นๆ (ค่า Ka Kb) ซึ่งนิยมบอกความเป็นกรดเบสของสารละลายด้วยค่า pH, pOH ตรงนี้จะมีเทคนิคพิเศษช่วยให้คิดได้คำตอบเร็ว (มีสอนเฉพาะที่นี่)
ปฏิกิริยาระหว่างกรดเบส เกิดเมื่อนำสารที่เป็นกรดกับเบสมาผสมกัน แล้วจะได้เกลือซึ่งมีทั้งเกลือที่เป็นกลางและไม่เป็นกลาง ส่วนกรดกับเบสในหลังทำปฏิกิริยากันแล้วจะแบ่งเป็น 3 กรณี คือ
- เกิดปฏิกิริยาพอดีกัน จะโยงกับเรื่องการไทเทรตและอินดิเคเตอร์ ส่วนมีการคำนวณคล้ายบทปริมาณสารสัมพันธ์และสมดุลเคมี
- เกิดปฏิกิริยาแล้วเหลือสารที่มีฤทธิ์แก่ จะต้องคำนวณหา pH หลังปฏิกิริยาเสร็จสิ้นได้
- เกิดปฏิกิริยาแล้วเหลือสารที่มีฤทธิ์อ่อน สารละลายที่ได้จะมีสมบัติเป็นบัฟเฟอร์
บทไฟฟ้าเคมี จะเปิดเรื่องด้วยการเปรียบศักย์ไฟฟ้าของโลหะชนิดต่างๆ ให้รู้จักค่า E⁰ และการถ่านเทอิเล็กตรอนระหว่างธาตุก่อน แล้วจึงเข้าหัวข้อหลักซึ่งแบ่งเป็น 3 ส่วน ได้แก่ สมการรีดอกซ์ เซลล์กัลวานิก และเซลล์อิเล็กโทรไลติก
สมการรีดอกซ์ จะเริ่มจากวิธีวิเคราะห์ปฏิกิริยาเคมีว่าเป็นรีดอกซ์หรือไม่ (ดูการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชันของธาตุ) จับคู่ธาตุที่รับ/จ่ายอิเล็กตรอนแก่กัน ผ่านสมการรีดอกซ์แบบต่างๆ (autoredox, intermolecular redox, intramolecular redox) จากนั้นจึงเรียนรู้ 2 เทคนิคการดุลสมการรีดอกซ์ (ดุลแบบเลขออกซิเดชัน กับดุลแบบครึ่งปฏิกิริยา)
เซลล์กัลวานิก (เปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า) มีส่วนประกอบเป็นครึ่งเซลล์ 2 อันคือ ขั้วแอโนด (ขั้วที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน) กับขั้วแคโทด (เกิดปฏิกิริยารีดักชัน) มาเชื่อมต่อกันด้วยสะพานเกลือ (salt bridge) จะผลิตไฟฟ้ากระแสตรงได้แรงดันกี่โวลต์ ก็ขึ้นกับความต่างศักย์ของแต่ละครึ่งเซลล์ หลักการนี้เอาไปใช้ทำแบตเตอรี่หลายชนิด ทั้งแบบเซลล์ปฐมภูมิ (ไฟหมดแล้วทิ้ง) และแบบเซลล์ทุติยภูมิ (ชาร์จแล้วใช้ต่อได้) รวมไปถึงเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel cells)
เซลล์อิเล็กโทรไลติก (เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเคมี) นิยมใช้ในการแยกสาร โดยนำขั้วไฟฟ้า (แอโนด แคโทด) จุ่มลงในสารละลายที่เราต้องการจะแยกสลาย เมื่อจัดวงจรให้มีแรงดันไฟฟ้า (โวลต์) ที่เหมาะสมแล้วจะเกิดปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีขึ้นที่แต่ละขั้ว และวิเคราะห์ได้ว่าจะเกิดผลิตภัณฑ์อะไรบ้างที่แต่ละขั้ว
ทั้งหมดนี้คือสิ่งที่เรียนกันใน ม.5 เทอม 2 น้องสามารถเข้าใจทั้ง 2 เรื่องนี้ (กรด-เบส และไฟฟ้าเคมี พร้อมได้ฝึกโจทย์ 600 คำถาม) ในคอร์สเรียนเคมี STEP UP ม.5 เทอม 2 (ความยาวคลิป 14 ช.ม.) ได้ครบทั้งเนื้อหาและโจทย์ โดยใช้เวลาเรียนประมาณ 24-30 ช.ม. เท่านั้น ก็จบทั้งเทอมนี้แล้ว กดสมัครที่นี่