คำตอบที่ได้รับเลือกจากเจ้าของกระทู้
ความคิดเห็นที่ 4
ขอแบ่งคำตอบเป็น 2 ส่วน
1. เพราะแก้วมีโครงหลักเป็น Silicate หรือ ซิลิกอนจับกับออกซิเจน 4 ตัวด้วยพันธะโควาเลนท์
2. เพราะพันธะโควาเลนท์ระหว่างซิลิกอนกับออกซิเจนนั้นเสถียรมากๆ
และแก้วไม่ทนเบสครับ โดยเฉพาะเบสออกซิเจนแรงๆเช่นโซดาไฟเข้มข้น
1. พันธะแต่ละชนิดนั้นมีลักษณะการเกิดปฏิกิริยาไม่เหมือนกัน
เช่น พันธะโลหะนั้น โดยเนื้อแท้แล้วเป็นเหมือน"ทะเล"ของอิเล็กตรอน ซึ่งทำหน้าที่ยึดโครงสร้างไว้ได้ก็จริง แต่ก็อนุญาตให้อิเล็กตรอนเคลื่อนไปมาได้อย่างเสรีทั่วทั้งก้อนของโลหะ
ดังนั้นพอมีตัวรับอิเล็กตรอนที่ดี เช่น H+ ในกรดเข้ามา โลหะที่ชอบจ่ายอิเล็กตรอน(เช่นพวกหมู่1) ก็จะสามารถจ่ายอิเล็กตรอนไปทำปฏิกิริยาได้โดยสะดวก
อันนี้ต่างกับพันธะโควาเลนท์ที่มีธรรมชาติคือการ"ตรึง"อิเล็กตรอนให้อยู่ในพันธะระหว่างอะตอมสองอะตอม อิเล็กตรอนจึงไม่สามารถกระโดดไปมาได้ตามใจชอบ ไม่สามารถเอาไปทำปฏิกิริยากับ H+ เฉยๆได้โดยง่าย
ส่วนเรื่องหินก็ต้องถามว่าหินชนิดไหน เพราะมีหลายชนิดมาก บางชนิดถ้าเกิดจากแร่ที่ทนกรดก็อาจจะไม่ทำปฏิกิริยาก็ได้
ถ้าพูดถึงหินพวกหินปูน จุดที่มันทำปฏิกิริยาคือตัวคาร์บอเนตในแคลเซียมคาร์บอเนต
แคลเซียมคาร์บอเนตนั้นยึดกันด้วยพันธะไอออนิกซึ่งมีธรรมชาติคือแรงระหว่างประจุบวกกับประจุลบ
ดังนั้นการสลับตัวประจุบวกจึงเกิดขึ้นได้ง่าย เช่น พอเจอH+ ในกรด ก็จะมีการแลกเปลี่ยนระหว่างแคลเซี่ยม Ca2+ กับไฮโดรเจนของกรด เกิดเป็นกรดคาร์บอนิก H2CO3
ซึ่งเจ้ากรดคาร์บอนิกนี้ไม่เสถียรและสลายตัวให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กับน้ำ
ซึ่งจะอธิบายต่อไปเพราะมันเกี่ยวกับพลังงานพันธะโควาเลนท์
2. พันธะโควาเลนท์แต่ละแบบเองก็มีความแข็งแรงไม่เท่ากัน
ถ้ามองพลังงานพันธะของซิลิกอนกับธาตุอื่นๆจะพบว่าพลังงานพันธะของซิลิกอนออกซิเจนนั้นเยอะเป็นอันดับ 2 รองลงมาจากซิลิกอน-ฟลูออรีน
(Si-O: 452 kJ/mol, Si-F: 565 kJ/mol) ref: http://www.wiredchemist.com/chemistry/data/bond_energies_lengths.html
ซึ่งถ้าเอาไปเทียบกับพันธะอื่นๆแล้วจัดว่าสูงมากๆ
ดังนั้น การจะสลายพันธะ Si-O เพื่อไปสร้างพันธะอื่นนั้นจึงทำได้ยากมากในเชิงเทอร์โมไดนามิกส์ เพราะผลิตภัณฑ์ที่ได้นั้นส่วนมากจะเสถียรน้อยกว่าสารตั้งต้นทั้งสิ้น
ทั้งนี้ ด้วยสาเหตุเดียวกัน ถ้าใช้กรดไฮโดรฟลูออริก (HF) ทำปฏิกิริยากับแก้ว ซิลิกอนในแก้วที่ชอบทำพันธะซิลิกอน-ฟลูออรีนอันแข็งแรงก็จะทำปฏิกิริยากับกรดและย้ายมาจับกับฟลูออรีนแทน
ด้วยสาเหตุคล้ายๆกัน กรดคาร์บอนิก ซึ่งมีพันธะเดี่ยวระหว่าง C-O ถึงสองพันธะ ซึ่ง C ชอบทำพันธะคู่กับ O มากกว่า เนี่องจากพลังงานพันธะคู่ C=O 1 พันธะมีค่ามากกว่าพลังงานพันธะเดี่ยว C-O 2 พันธะรวมกัน ปฏิกิริยานี้จึงเกิดขึ้นได้ง่าย
นอกจากนี้ปฏิกิริยานี้ยังทำให้เกิดก๊าซ CO2 ซึ่งในทางจลศาสตร์แล้ว ปฏิกิริยาจะมีสมดุลมาทางฝั่งที่เกิดก๊าซมากกว่า
1. เพราะแก้วมีโครงหลักเป็น Silicate หรือ ซิลิกอนจับกับออกซิเจน 4 ตัวด้วยพันธะโควาเลนท์
2. เพราะพันธะโควาเลนท์ระหว่างซิลิกอนกับออกซิเจนนั้นเสถียรมากๆ
และแก้วไม่ทนเบสครับ โดยเฉพาะเบสออกซิเจนแรงๆเช่นโซดาไฟเข้มข้น
1. พันธะแต่ละชนิดนั้นมีลักษณะการเกิดปฏิกิริยาไม่เหมือนกัน
เช่น พันธะโลหะนั้น โดยเนื้อแท้แล้วเป็นเหมือน"ทะเล"ของอิเล็กตรอน ซึ่งทำหน้าที่ยึดโครงสร้างไว้ได้ก็จริง แต่ก็อนุญาตให้อิเล็กตรอนเคลื่อนไปมาได้อย่างเสรีทั่วทั้งก้อนของโลหะ
ดังนั้นพอมีตัวรับอิเล็กตรอนที่ดี เช่น H+ ในกรดเข้ามา โลหะที่ชอบจ่ายอิเล็กตรอน(เช่นพวกหมู่1) ก็จะสามารถจ่ายอิเล็กตรอนไปทำปฏิกิริยาได้โดยสะดวก
อันนี้ต่างกับพันธะโควาเลนท์ที่มีธรรมชาติคือการ"ตรึง"อิเล็กตรอนให้อยู่ในพันธะระหว่างอะตอมสองอะตอม อิเล็กตรอนจึงไม่สามารถกระโดดไปมาได้ตามใจชอบ ไม่สามารถเอาไปทำปฏิกิริยากับ H+ เฉยๆได้โดยง่าย
ส่วนเรื่องหินก็ต้องถามว่าหินชนิดไหน เพราะมีหลายชนิดมาก บางชนิดถ้าเกิดจากแร่ที่ทนกรดก็อาจจะไม่ทำปฏิกิริยาก็ได้
ถ้าพูดถึงหินพวกหินปูน จุดที่มันทำปฏิกิริยาคือตัวคาร์บอเนตในแคลเซียมคาร์บอเนต
แคลเซียมคาร์บอเนตนั้นยึดกันด้วยพันธะไอออนิกซึ่งมีธรรมชาติคือแรงระหว่างประจุบวกกับประจุลบ
ดังนั้นการสลับตัวประจุบวกจึงเกิดขึ้นได้ง่าย เช่น พอเจอH+ ในกรด ก็จะมีการแลกเปลี่ยนระหว่างแคลเซี่ยม Ca2+ กับไฮโดรเจนของกรด เกิดเป็นกรดคาร์บอนิก H2CO3
ซึ่งเจ้ากรดคาร์บอนิกนี้ไม่เสถียรและสลายตัวให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กับน้ำ
ซึ่งจะอธิบายต่อไปเพราะมันเกี่ยวกับพลังงานพันธะโควาเลนท์
2. พันธะโควาเลนท์แต่ละแบบเองก็มีความแข็งแรงไม่เท่ากัน
ถ้ามองพลังงานพันธะของซิลิกอนกับธาตุอื่นๆจะพบว่าพลังงานพันธะของซิลิกอนออกซิเจนนั้นเยอะเป็นอันดับ 2 รองลงมาจากซิลิกอน-ฟลูออรีน
(Si-O: 452 kJ/mol, Si-F: 565 kJ/mol) ref: http://www.wiredchemist.com/chemistry/data/bond_energies_lengths.html
ซึ่งถ้าเอาไปเทียบกับพันธะอื่นๆแล้วจัดว่าสูงมากๆ
ดังนั้น การจะสลายพันธะ Si-O เพื่อไปสร้างพันธะอื่นนั้นจึงทำได้ยากมากในเชิงเทอร์โมไดนามิกส์ เพราะผลิตภัณฑ์ที่ได้นั้นส่วนมากจะเสถียรน้อยกว่าสารตั้งต้นทั้งสิ้น
ทั้งนี้ ด้วยสาเหตุเดียวกัน ถ้าใช้กรดไฮโดรฟลูออริก (HF) ทำปฏิกิริยากับแก้ว ซิลิกอนในแก้วที่ชอบทำพันธะซิลิกอน-ฟลูออรีนอันแข็งแรงก็จะทำปฏิกิริยากับกรดและย้ายมาจับกับฟลูออรีนแทน
ด้วยสาเหตุคล้ายๆกัน กรดคาร์บอนิก ซึ่งมีพันธะเดี่ยวระหว่าง C-O ถึงสองพันธะ ซึ่ง C ชอบทำพันธะคู่กับ O มากกว่า เนี่องจากพลังงานพันธะคู่ C=O 1 พันธะมีค่ามากกว่าพลังงานพันธะเดี่ยว C-O 2 พันธะรวมกัน ปฏิกิริยานี้จึงเกิดขึ้นได้ง่าย
นอกจากนี้ปฏิกิริยานี้ยังทำให้เกิดก๊าซ CO2 ซึ่งในทางจลศาสตร์แล้ว ปฏิกิริยาจะมีสมดุลมาทางฝั่งที่เกิดก๊าซมากกว่า
สมาชิกหมายเลข 6294138 ทึ่ง, มันส์ ทุก เม็ด ถูกใจ, Djehuti หลงรัก, สมาชิกหมายเลข 933113 ถูกใจ, นกแคปหมู ถูกใจ, PGiZ ทึ่ง, เด็กวัดสะพานใหม่ ถูกใจ, Nomention ทึ่ง, gcc ถูกใจ, หมูดุดเกยตื้น ถูกใจรวมถึงอีก 21 คน ร่วมแสดงความรู้สึก
แสดงความคิดเห็น
ทำไมกรดและด่างถึงไม่สามารถกัดกร่อนแก้วได้
ขอบคุณมากครับ