ชนิดของปฏิกิริยาอตั ราการเกิดปฏิกิริยาเคมี อตั ราการเกิดปฏิกิริยา การเปลี่ยนแปลงปริมาณบอกใหท้ ราบวา่ ปฏิกิริยา สารในปฏิกิริยาเคมี เคมีเกิดเร็วหรือชา้ การคานวณอตั ราการ เกิดปฏิกิริยาเคมี
อตั ราการเกิดปฏิกิริยาเคมี1. ความหมายของอตั ราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ในการวดั อตั ราการเกิดปฏิกิริยาเคมีสามารถบอกได้ 3 กรณีคือ อตั ราเร็วเฉลี่ย อตั ราเร็วในช่วงเวลาหน่ึง และอตั รา ณเวลาหน่ึง ๆ ดงั น้นั ควรทาความเขา้ ใจอตั ราเร็วท้งั 3 กรณีดงั น้ี
อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ิยาเคมีอตั ราเร็วเฉลยี่ อตั ราเร็วช่วงเวลาหน่ึง อตั ราเร็ว ณ เวลาหนึ่ง หาไดจ้ าก หาไดจ้ ากR = ปริมาณสารท่ีเปล่ียนแปลง หาจาก slope ของ กราฟ เวลา
1) อตั ราการเกิดปฏิกิริยาเคมีสามารถคิดไดจ้ ากปริมาณของสารผลิตภณั ฑท์ ่ีเกิดข้ึนต่อหน่ึงหน่วยเวลา หรือ ปริมาณของสารต้งั ตน้ที่ลดลงต่อหน่ึงหน่วยเวลา ดงั น้ีอตั ราการเกดิ ปฏกิ ิรยิ าเคมี = ปริมาณของสารผลิตภณั ฑท์ ี่เกิดข้ึน เวลา หรอื = ปริมาณของสารต้งั ตน้ ที่ลดลง เวลา
2) อตั ราการเกดิ ปฏิกริ ิยาเฉลย่ี ; อตั ราการเกิดปฏิกิริยาช่วงเวลาหน่ึง เราสามารถหาอตั ราเร็วเฉล่ียไดจ้ ากความสมั พนั ธ์ ดงั น้ี เพิม่ = ผลิตภณั ฑ์ ลด = สารต้งั ตน้อตั ราเร็วเฉล่ีย = ปริมาณสารที่เปล่ียนแปลงท้งั หมด เวลาทใี่ ชท้ งั้ หมด
3) อตั ราปฏิกริ ิยาเคมี ณ เวลาใด เวลาหนึ่ง สมมติว่าในปฏกิ ริ ิยาหนึ่งเกดิ ขนึ้ ต้งั แต่เร่ิมต้น จนถงึ นาทีท่ี 20(1, 2, 3,……..20 นาที ) ปริมาณผลติ ภณั ฑ์กจ็ ะเกดิ ได้ในปริมาณที่ต่าง ๆ กนั และปริมาณสารต้งั ต้นทีล่ ดลงกต็ ่างกนั ดงั กราฟท่ีเกยี่ วข้องในหัวข้อถดั ไป แสดงความสัมพนั ธ์ระหว่างความเข้มข้นของสารต้งั ต้นกบั เวลา และสารผลติ ภณั ฑ์กบั เวลา แล้วหาค่าความชัน ( Slope )
1.1 ปริมาณของสารทเ่ี กยี่ วข้องในปฏกิ ริ ิยาเคมี เนื่องจาก อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ิยาเคมี เราพิจารณาไดจ้ ากปริมาณของสารผลติ ภัณฑ์ หรือสารต้งั ต้น แลว้ แต่กรณี ดงั น้นั เราจะตอ้ งรู้ต่อไปอีกวา่ การวดั ปริมาณของสารน้นั ๆ จะวดั กนั ในหน่วยใดบา้ ง พิจารณาดงั ต่อไปน้ี 1) ในปฏกิ ริ ิยาทวั่ ไปสารทเ่ี กยี่ วข้องในปฏกิ ริ ิยาจะมี 3 สถานะคือ ของแขง็ ของเหลวหรือสารละลาย และ ก๊าซ ดงั น้นั การวดัปริมาณสารตอ้ งสอดคลอ้ งกบั ชนิดของสารในปฏิกิริยาดงั น้ี
(1) ถา้ สารท่ีใชเ้ ป็นของแขง็ การวดั ปริมาณกใ็ ชโ้ ดยการช่ังโดยบอกเป็น มวล ( กรัม กิโลกรัม ) (2) ถา้ เป็นสารละลาย การวดั ปริมาณของสารกบ็ อกเป็น ความเขม้ ขน้ คือ โมล/ลิตร (3) ถา้ เป็นก๊าซ การวดั ปริมาณก๊าซนิยมวดั เป็นปริมาตร เช่นcm3 , dm3 หรือ lit2) วดั ปริมาณตามสมบัตอิ ่ืน ๆได้อกี (1) วดั ความเขม้ ขน้ ของสารที่เปล่ียนไป (2) วดั ความดนั ท่ีเปลี่ยนไป
3) เวลาทใ่ี ช้โดยทัว่ ไปนิยมเป็ น วนิ าที ดงั นั้น หน่วยของอตั ราการเกดิ ปฏกิ ิรยิ าโดยทวั่ ๆ ไปท่ีนิยมใชก้ นั ในทางปฏิกิริยาเคมี คือ โมล/ลิตรวนิ าที และถา้ กล่าวถึง อตั ราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ( เฉย ๆ ) กใ็ ห้หมายถึง อตั ราการเกิดปฏิกิริยาเคมีเฉลี่ย นนั่ เอง
1.2 การหาอตั ราการเกดิ ปฏิกริ ิยาเคมี ในการหาอตั ราการเกดิ ปฏกิ ิรยิ าเคมีโดยทวั่ ไปจะตอ้ งวดั ปริมาณของสารต้งั ตน้ ที่ลดลงในเวลาหน่ึง ๆหรือ วดั วดั ปริมาณของสารผลิตภณั ฑท์ ี่เพิ่มข้ึนในเวลาหน่ึง ๆ แลว้นาขอ้ มูลที่ไดค้ านวณจากสูตร ปริมาณของสารท่ีเปล่ียนแปลง อตั ราการเกิดปฏิกิริยา = เวลา ดงั น้นั การคานวณหาอตั ราการเกิดปฏิริยาเคมี อาจใชข้ อ้ มูลจากการ ทดลอง และขอ้ มลู จากความสมั พนั ธข์ องสมการเคมี
1) การศึกษาอตั ราการเกดิ ปฏิกริ ิยาจากการทดลอง(1) ทาการทดลองโดยเสียบลวดแมกนีเซียมในจุก ครอบด้วยหลอดทม่ี กี รด HCl ดงั รูป(2) ปฏิกริ ิยาเกดิ ขนึ้ ดงั สมการ MgCl2(aq) + H2(g) Mg(s) + 2HCl(aq)
(3) ในการสังเกตผลเพ่ือวดั ปริมาณของก๊าซ H2 ที่เกดิ ขนึ้ แล้วจบัเวลาได้ผลดงั ข้อมูล ดงั นี้
จากข้อมูลการทดลอง เขยี นกราฟแสดงความสัมพนั ธ์ระหว่างเวลากบั ปริมาตรของก๊าซ H2 ทีเ่ กดิ ขนึ้ ได้ดงั นี้
2) การหาอตั ราปฏิกริ ิยาเคมจี ากความสัมพนั ธ์ในสมการเคมีปฏิกริ ิยา 2A + 3B 5C + 4Dอธิบายไดว้ า่ …….A ลดลง 2 mol B ลดลง 3 mol เกิด C 5 mol และเกิด D 4 molหรือเขียนความสมั พนั ธ์ไดด้ งั น้ีอตั ราการลดลงของ A 2อตั ราการลดลงของ B = 3
ความเขม้ ขน้ ของสารต้งั ตน้ และผลิตภณั ฑ์ ณ เวลาตา่ งๆ ท่ีอุณหภมู ิ 55 °Cของปฏิกิริยา 2N 2O 5(g) 4N O 2(g) + O 2 (g)เวลา (s) ความเขม้ ขน้ (mol/dm3) 0 N2O5 NO2 O2 100 200 0.0200 0.0000 0.0000 300 400 0.0169 0.0063 0.0016 500 600 0.0142 0.0115 0.0029 0.0120 0.0160 0.0040 0.0101 0.0197 0.0049 0.0086 0.0229 0.0057 0.0072 0.0256 0.0064
สามารถคานวณอตั ราการสลายตวั ของแก๊ส N2O5 ในช่วง เวลาต่างๆได้ N 2O 5 = - N 2O 5 tท่ีช่วงเวลา 500 – 600 N 2O 5 -t600 N 2O 5 t500อตั ราการสลายตวั ของแกส๊ N 2O 5 = - -t600 t500-0.0072 m ol,dm 3 -0.0086 m ol/dm 3 600 s - 500 s -(-0.0014 m ol/dm 3) 100 s0.000014 mol/dm3.s1.4 x 10-5 mol/dm3.s
สามารถคานวณอตั ราการเกิดแก๊ส NO2 และ O2 ในช่วง เวลาต่างๆได้NO2 = NO2 O2 = O2 t tที่ช่วงเวลา 500 – 600 NO2 = N O 2 t600 - NO2 t500 t600 - t500อตั ราการเกิดของแก๊ส NO2 0.0256 m ol,dm 3 -0.0229 m ol/dm 3 600 s - 500 s 0.0027 m ol/dm 3 100 s 2.7 x 10-5 mol/ dm3 .s
ตวั อยา่ ง• กาหนดสมการของปฏิกิริยา Fe + 2H C l FeC l2 + H 2จากการทดลอง ใส่ผงเหลก็ ลงในสารละลาย HCl 100 cm3 ถา้ ใชเ้ วลา 20วนิ าที ใช้ Fe หมด ไป 5.6 กรัมจงคานวณก. อตั ราการลดลงของ HClข. อตั ราการเกิดปฏิกิริยาเฉล่ีย (มวลอะตอมของ Fe = 56)
ก. Fe + 2H C l FeC l2 + H 25.6 g X 5.6 = 0.1 mol 56จากสมการ โมล HCl = 2 Fe 1HCl = 0.2 molความเขม้ ขน้ HCl ลดลง 0.2 m ol x 1000 cm 3 = 2 m ol/l 100 cm 3 1Lอตั ราการลดลงของ HCl = - H C l = − (−2mol / l) = 0.1 mol /l/s t 20s
ข. 1 อตั ราการลดลงของ HCl 2• อตั ราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ย = 1 X 0.1 = 0.05 mol /l / s 2
2. แนวคดิ เกยี่ วกบั การเกดิ ปฏกิ ริ ิยาเคมี สรุปเป็ นทฤษฎไี ด้ดงั นี้2.1 ทฤษฎกี ารชนของอนุภาค ทฤษฎกี ารชนของโมเลกลุ ( Collision Theory) สรุปใจความไดว้ า่ ปฏิกริ ิยาเคมจี ะเกดิ ขนึ้ ได้กต็ ่อเม่ืออนุภาคมกี ารชนกนั ในทิศทางทเ่ี หมาะสมและเกดิ พลงั งานขนึ้ ปริมาณหน่ึงอย่างน้อยทส่ี ุดต้องมคี ่า พลงั งานเท่ากบั หรือมากกว่าพลงั งานก่อกมั มนั ต์
1) น่ันคือ ปฏกิ ริ ิยาเคมจี ะเกดิ ได้ต้องพจิ ารณาตามลาดบั ดงั นี้ (1) มกี ารชนกนั ระหว่างโมเลกลุ ของสารต้งั ต้น (2) ต้องชนกนั ในทศิ ทางท่ีเหมาะสม และชนถูกตาแหน่งท่เี หมาะสม (3) ชนกนั แล้วต้องเกดิ พลงั งานขนึ้ มากพอที่จะจัดเรียงอะตอมใหม่(พลงั งานจานวนน้อยทส่ี ุดทต่ี ้องมเี ท่ากบั พลงั งานก่อกมั มนั ต์ท่ีจะเกดิ ปฏิกริ ิยาได้สารผลติ ภณั ฑ์) (4) ผลของการชนทาให้พนั ธะเดมิ ของสารต้ังต้นสลายไปเกดิ สร้างพนั ธะใหม่ ของสารผลติ ภัณฑ์
2) การชนกนั ระหว่างโมเลกลุ ของสารต้งั ต้นทุกคร้ังทช่ี นไม่จาเป็ นต้องเกดิ ปฏกิ ริ ิยาเสมอไปท้งั นีข้ นึ้ อยู่กบั ความแรงทช่ี น(พลงั งานของโมเลกลุ ) ทศิ ทางทช่ี น ตาแหน่งทช่ี น หากชนกนั ในตาแหน่งและทศิ ทางทเี่ หมาะสม หรือชนกนั ด้วยพลงั งานทไ่ี ม่สูงพอ ผลจากการชนกนั ของโมเลกลุ กไ็ ม่เกดิ สารใหม่ ( ไม่เกดิ ปฏกิ ริ ิยาเคมี ) ดงั รูป
H2(g) + I2(g) 2HI(g)ชนกนั แล้วเกดิ ปฏิกริ ิยาได้สารใหม่
3) พลงั งานก่อกมั มนั ต์( Ea ) ของปฏกิ ริ ิยา เพ่ือให้เข้าใจเร่ืองพลงั งานก่อกมั มันต์(พลงั งานกระตุ้น) ได้ดีขนึ้ เราอาจเปรียบการเกดิ ปฏิกริ ิยาเคมีกบั การเดมิ ทางข้ามภูเขาสูงคนทเ่ี ดนิ ทางข้ามภูเขาได้จะต้องแขง็ แรงมาก หรือพลงั งานมากดงั น้ันจานวนคนทขี่ ้ามภูเขาได้ภายในเวลาทก่ี าหนด ขนึ้ อยู่กบัองค์ประกอบทส่ี าคญั 2 ประการคือ จานวนคนที่แขง็ แรงหรือมีพลงั งานมากพอ และความสูงของภูเขาทขี่ วางอยู่
อตั ราการเกดิ ปฏิกริ ิยาเคมีกอ็ ธิบายได้ในทานองเดียวกนั กล่าวคือปฏกิ ริ ิยาเคมจี ะมอี ตั ราการเกดิ สูงหรือต่าขนึ้ อยู่กบั (1) จานวนอนุภาคทม่ี ีพลงั งานสูง (2) ค่าของพลงั งานก่อกมั มนั ต์(พลงั งานกระตุ้น) ความสูงของภูเขากเ็ ปรียบได้กบั ค่าพลงั งานก่อกมั มันต์์ และการทป่ี ฏกิ ริ ิยาหนึ่งเกดิ ช้ามาก เราอธิบายว่าเป็ นเพราะปฏิกริ ิยานั้นมพี ลงั งานก่อกมั มนั ต์สูงมากอนุภาคทจี่ ะชนกนั แล้วทาให้เกดิ พลงั งานเท่ากบั หรือมากกว่าพลงั งานก่อกมั มันต์ จงึ ต้องเป็ นอนุภาคทมี่ พี ลงั งานสูง ซ่ึงจะมจี านวนมากทอี่ ุณภูมสิ ูงและจานวน้อยทอ่ี ุณภูมิตา่ สาหรับปฏกิ ริ ิยาทเ่ี กดิ ได้เร็วแสดงว่าปฏกิ ริ ิยาน้ันมีพลงั งานก่อกมั มันต์ต่าหรือมจี านวนโมเลกลุ ทม่ี พี ลงั งานสูงมมี าก นั่นเอง
3. พลงั งานกบั การดาเนินไปของปฏิกริ ิยาเคมี(1) ถ้าปฏกิ ริ ิยาน้ันเป็ นปฏกิ ริ ิยาคายพลงั งาน สารทเี่ ป็ นผลติ ภณั ฑ์จะมพี ลงั งานตา่ กว่าสารต้งั ต้น(E3 ต่ากว่า E1=E1-E3 = E )กราฟแสดงการเปลยี่ นแปลงพลงั งานของปฏกิ ริ ิยาNO2(g) + CO(g) NO(g) + CO2(g)
6.3 พลงั งานกบั การดาเนินไปของปฏิกริ ิยาเคมี ปฏกิ ริ ิยาคายพลงั งาน ผลติ ภัณฑ์จะมพี ลงั งานตา่ กว่าสารต้งั ต้น
(2) ในทางตรงข้ามถ้าปฏกิ ริ ิยาน้ันเป็ นปฏิกริ ิยาดูดพลงั งาน สารที่เป็ นผลติ ภณั ฑ์จะมพี ลงั งานสูงกว่าสารต้งั ต้น (E3 สูงกว่าE1 = E3-E1= E )กราฟแสดงการเปลยี่ นแปลงพลงั งานของปฏกิ ริ ิยา2HI(g) H2(g) + I2(g)
6.3 พลงั งานกบั การดาเนินไปของปฏกิ ริ ิยาเคมี ปฏิกริ ิยาดูดพลงั งาน ผลติ ภัณฑ์จะมพี ลงั งานสูงกว่าสารต้งั ต้น
3.1 หลกั ในการพจิ ารณาว่าปฏิกริ ิยาหนึ่ง ๆ เป็ นปฏิกริ ิยาชนิดใด (คายพลงั งานหรือดูดพลงั งาน)1) ให้พจิ ารณาเปรียบเทยี บค่าพลังงานสารต้งั ต้น และสารผลติ ภัณฑ์ว่าสารใดมคี ่าต่ากว่ากนั โดยยดึ หลกั ว่า ถ้าสารผลิตภัณฑ์มคี ่าพลังงานต่ากว่า แสดงว่า เป็ นปฏกิ ริ ิยาคายความร้ อน2) พจิ ารณาจากสมการเคมี (1) A + B C + D + 120 kJแสดงว่า คายพลงั งาน เพราะมพี ลงั งานเกดิ ขนึ้
(2) X + Y + 150 kJ Zแสดงว่าเป็ นปฏิกริ ิยา ดูดความร้อน(เพราะสารต้งั ต้นดูดความร้อนเข้าไป 150 kJ )(3) NaCl(s) Na+(g) + Cl-(g)ดูดพลงั งาน(โครงร่างผลกึ )(เพราะแตกผลกึ ออก)(4) Na+(g) + Cl-(g) H2O Na+(aq) + Cl-(aq)คายพลงั งาน(ไฮเดรชัน)(ไอออนรวมตวั กบั นา้ )
3) พจิ ารณาจากข้อมูลการทดลอง4) พจิ ารณาจากค่า H(1) A + B C ; H = -180 kJการบอกค่าพลงั งานด้วย H ถ้า H เป็ นลบแสดงว่าคายพลงั งาน(2) X + Y Z ; H = +100 kJแสดงว่าเป็ นปฏิกริ ิยา ดูดความร้อน
พลงั งานก่อกมั มนั ต์กบั ปฏิกริ ิยาเคมีทมี่ ีหลายคร้ังตอนปฏิกิริยาเคมี มีหลายคร้ังตอน แสดงวา่ ตอ้ งเกิดสารเชิงซอ้ น ที่ถกูกระตุน้ มากกวา่ หน่ึงชนิด และมีค่า E มีหลายค่า
กรณีที่ 1 ถา้ A B คายพลงั งานA B เกิดเร็วและเป็นปฏิกิริยาผนั กลบั ได้B C เกิดชา้เมื่อ Ea1 = พลงั งานก่อกมั มนั ตข์ อง A BEa2 = พลงั งานก่อกมั มนั ตข์ อง B CEa3 = พลงั งานก่อกมั มนั ตข์ องปฏิกิริยายอ้ นกลบั B AEa4 = พลงั งานก่อกมั มนั ตข์ องปฏิกิริยายอ้ นกลบั C BAC1 = สารเชิงซอ้ นที่ถกู กระตุน้ Activated Complex ชนิดที่ 1AC2 = สารเชิงซอ้ นที่ถกู กระตุน้ Activated Complex ชนิดท่ี 2
ข้นั แรก ได้ Bปฏิกิริยาข้นั ต่อไป เกิดได้ 2 ทางB เปล่ียนไปเป็น A อยา่ งเดิมโดยผา่ น AC1หรือเปล่ียนเป็น C โดยผา่ น AC2
• เปรียบเทียบพลงั งานกระตุน้ ของปฏิกิริยา ท้งั 2 ทาง• Ea3 < Ea2 แสดงวา่ B เปล่ียนกลบั ไปเป็น A โดยผา่ น AC1•• ไดเ้ ร็วกวา่ ที่จะเปล่ียนไปเป็น C โดยผา่ น AC2ข้นั ที่ 1 A B เกดิ เร็ว และเป็ นปฏกิ ริ ิยาผันกลบั ได้A B เกิดเร็วและผนั กลบั ได้B C เกิดชา้
ปฏิกิริยาเคมีท่ีเกิดมากกวา่ 1 ข้นั ตอน• อตั ราการเกิดปฏิกิริยารวมข้ึนอยกู่ บั ข้นั ท่ีเกิดชา้ ท่ีสุด• เรียกวา่ ข้นั กาหนดอตั รา• ปฏิกิริยา A C จึงเกิดชา้• มีค่า Ea1 = Ea2• ข้นั ท่ี 2 เป็ นข้นั กาหนดอตั รา• ปฏิกริ ิยานีเ้ ป็ นปฏิกริ ิยาคายความพลงั งาน = E
3.2 หลกั ในการพจิ ารณาวา่ ปฏิกิริยาเคมีชนิดใดเกิดเร็วชา้ กวา่ กนั1) ให้พจิ ารณาค่าพลงั งานก่อกมั มนั ต์์ ; ถา้ ปฏิกิริยาใดที่มีพลงั งานก่อกมั มนั ต์ตา่ กว่าย่อมเกดิ ได้เร็วกว่า ปฏกิ ริ ิยาท่มี ีพลงั งานก่อกมั มนั ต์สูง(ปฏกิ ริ ิยาต่างกนั )2) ถ้าปฏิกริ ิยาเดยี วกนั ที่มีค่า พลงั งานก่อกมั มนั ต์หลายค่า พจิ ารณาจากกราฟ ดงั นี้
จากกราฟอธิบายได้ว่าในการเกดิ ปฏกิ ริ ิยาจากสารต้งั ต้นกลายไปเป็ นผลติ ภัณฑ์มกี ารเปลยี่ นแปลงเป็ นข้นั ย่อย ๆ หลายข้ัน ได้สารต่าง ๆ เกดิ ขนึ้ ช่ัวคราว( เช่น X ) สารระหว่างกลางปฏกิ ริ ิยาทเี่ กดิ ช่ัวคราว นีไ้ ม่เสถียรจงึ สลายไปจนได้สารผลติ ภณั ฑ์แสดงสมการได้ดงั นี้ปฏกิ ริ ิยาที่ 1) ปฏิกริ ิยาทเ่ี กดิ สมบูรณ์ A + B C + พลงั งานแสดงการเปลยี่ นแปลงข้นั ย่อย ๆ ดงั นี้ข้นั 1 ; A + B X ; ( X เป็ นสารชั่วคราว)ข้นั 2 ; X C
ในแต่ละข้นั กม็ ีค่าพลงั งานก่อกมั มนั ตค์ ่าหน่ึง คือ Ea1และ Ea2 ตามลาดบั ปัญหาอยทู่ ่ีวา่ ค่าพลงั งานก่อกมั มนั ตค์ ่าใดคือค่าพลงั งานก่อกมั มนั ตข์ องปฏิกิริยารวม A + B Cใหพ้ จิ ารณาค่าพลงั งาน ก่อกมั มนั ตท์ ี่มากท่ีสุด ( ข้นั ท่ีเกิดปฏิกิริยาชา้ ที่สุด) เป็นค่าที่แสดงใหท้ ราบวา่ ปฏิกิริยารวมน้ีมีอตั ราเร็วหรือชา้ (ในรูปที่ 1) ค่าพลงั งานก่อกมั มนั ตข์ องปฏิกิริยารวมคือ Ea2 )
สาหรับกราฟรูป 2) กอ็ ธิบายได้ทานองเดยี วกนั สามารถแสดงปฏิกริ ิยาได้ดงั นี้ข้นั ที่ 1 ; N X ; มคี ่าพลงั งานก่อกมั มนั ต์ Ea1 ( ช้า )ข้ันท่ี 2 ; X Y ; มคี ่าพลงั งานก่อกมั มนั ต์ Ea2 ( เร็ว )ข้ันท่ี 3 ; Y P + Q , มคี ่าพลงั งานก่อกมั มันต์ Ea3 (เร็ว)ปฏกิ ริ ิยารวม N P + Q ; Ea = Ea1เพราะฉน้ัน ค่าพลงั งานก่อกมั มันต์ของปฏกิ ริ ิยา N P + Q คือ Ea1 (ข้ันที่ค่า Ea มากทส่ี ุด)
3) แต่ถ้าเป็ นปฏกิ ริ ิยาเดยี วกนั ให้พจิ ารณา ปัจจยั ทมี่ ผี ลต่ออตั ราการเกดิ ปฏิกริ ิยาเคมี ซึ่งมีอยู่ 4 ประการ ได้แก่ ความเข้มข้น พืน้ ที่ผวิสารตวั เร่งปฏกิ ริ ิยา และอุณหภูมิ4) ถ้าปฏิกริ ิยาต่างชนดิ กนั แต่มคี ่าพลงั งานก่อกมั มนั ต์เท่ากนัปฏกิ ริ ิยาคายความร้อนมักจะเกดิ ได้เร็วกว่าปฏกิ ริ ิยาดูดความร้อนท้งั นีเ้ พราะปฏิกริ ิยาคายความร้อนมคี ่า Ea ย้อนกลบั สูงกว่าปฏิกริ ิยาดูดความร้อน ดงั น้ัน ปฏิกริ ิยาไปข้างหน้าของปฏิกริ ิยาคายความร้อน จงึ ควรเกดิ เร็วกว่าปฏิกริ ิยาดูดความร้อน เมื่อท้งั 2 ปฏกิ ริ ิยามคี ่าพลงั งานก่อกมั มันต์ไปข้างหน้าเท่ากนั
4. ปัจจยั ที่มีผลต่ออตั ราการเกดิ ปฏิกริ ิยาเคมี : ปฏกิ ริ ิยาเคมีจะเกดิ เร็วหรือช้าขนึ้ อยู่กบั ปัจจยั ต่าง ๆ ดงั ต่อไปนี้ 1. ธรรมชาติของสารต้งั ต้น 2. ความเข้มข้นของสารต้ังต้น 3. พืน้ ทผ่ี วิ ของสารทเ่ี ข้าทาปฏกิ ริ ิยากนั 4. อุณหภูมิของระบบ 5. ตัวคะตะไลต์ หรือสารตวั เร่ง ( Catalyte) และตวั ยับย้งั Inhibitor 6. ความดนั สาหรับปฏิกริ ิยาของแก๊ส
สรุปเกยี่ วกบั ปัจจัยทม่ี ผี ลต่ออตั ราการเกดิ ปฏิกริ ิยาเคมไี ด้ดงั นี้1) ในปฏกิ ริ ิยาส่วนใหญ่ เม่ือเพม่ิ ความเข้มข้นของสารต้งั ต้น ปฏกิ ริ ิยาจะเร็วขนึ้ และถ้าลดความเข้มข้นของสารต้งั ต้นอตั ราปฏกิ ิริยาจะช้าลง2) ถ้าในปฏิกริ ิยาเคมมี ีสารต้งั ต้นเป็ นของแขง็ การเพม่ิ พืน้ ทผ่ี วิ ของสารน้ันจะทาให้ปฏกิ ริ ิยาเร็วขนึ้3) ถ้าเพมิ่ อณุ หภูมจิ ะทาให้ปฏกิ ริ ิยาเร็วขนึ้ และการลดอณุ หภูมจิ ะทาให้ปฏิกริ ิยาช้าลง4) ปฏิกริ ิยาบางชนิด ถ้าใส่ตวั เร่งปฏกิ ริ ิยาทเ่ี หมาะสมจะทาให้ปฏกิ ริ ิยาเกดิ เร็วขนึ้ อย่างไรกต็ ามเราอาจทาให้ปฏกิ ริ ิยาช้าลงโดยใส่สารบางชนิดลงไปเป็ นตวั ขดั ขวางปฏิกริ ิยา
4.1 ความเข้มข้นของสารกบั อตั ราการเกดิ ปฏิกริ ิยาเคมี1) การอธิบายผลของความเข้มข้นต่ออตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ิยาเคม์ีการทป่ี ฏกิ ริ ิยาเคมีจะเกดิ ขนึ้ ได้น้ัน จะต้องมกี ารชนกันระหว่างอนุภาคต่าง ๆ ของสารต้งั ต้นที่ทาปฏกิ ริ ิยากนั น้ัน การเพมิ่ หรือลดความเข้มข้นของสารต้งั ต้น หมายถงึ การเพม่ิ หรือลดจานวนอนุภาคของสารต้งั ต้นในระบบน้ัน ดงั น้ัน การเพม่ิ ความเข้มข้นของสารต้งั ต้นจะมผี ลต่ออัตราการเกดิ ปฏิกริ ิยาเคมีเพราะ เนื่องจากอนุภาคมีจานวนมาก โอกาสท่ีอนุภาคจะชนกนั ย่อมมมี ากกว่า เมื่ออนุภาคมีจานวน้อย และเม่ือจานวนอนุภาคมากขนึ้ อนุภาคซึ่งมพี ลงั งานสูงกจ็ ะมจี านวนมากขนึ้ด้วย ฉะน้นั อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ิยาย่อมเพม่ิ ขนึ้
พจิ ารณาการเพม่ิ ปริมาตรของก๊าซ และการเพม่ิ จานวนโมเลกลุในระบบใด ๆ ที่มีก๊าซเข้าทาปฏกิ ริ ิยากนั ปริมาตรของก๊าซจะมผี ลต่อความเข้มข้นของก๊าซน้ัน ดงั นี้ ความเขม้ ปปขรริมิมน้าาตณร = = โมล / ลิตรดังน้ัน ถ้าก๊าซจานวนเดิม ( n คงท่ี ) แต่เปลย่ี นแปลงปริมาตร(เพมิ่ -ลด v )ย่อมมีผลต่อความเข้มข้นด้วย กล่าวคอืถ้าเพม่ิ V ความเข้มข้นกจ็ ะลดลง อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ิยากจ็ ะลดลงด้วยถ้าลด V ความเข้มข้นกจ็ ะเพมิ่ ขนึ้ อตั ราการเกดิ ปฏกิ ิรยิ าจงึ เพม่ิ ขนึ้ ด้วย
ตวั อยา่ งการทดลอง 6.2 ความเขม้ ขน้ ของสารกบั อตั ราการเกิดปฏิกิริยาเคมีกระดาษ เติมสารละลาย กระดาษ HClสารละลาย Na2S2O3 เกิดตะกอนกามะถนัมองเห็นเครื่องหมายกากบาท มองไม่เห็นเครื่องหมายกากบาท
ตอนที่ 1 ศึกษาความเขม้ ขน้ ของ ส.ล.ล. Na2S2O3หลอด V ส.ล.ล. V ของ [Na2S2O3] เวลาที่ใช้ที่ [Na2S2O3] H2O(cm3) หลงั เติม H2O (s) 0.3 mol/dm3 (cm3) 0 mol/dm3 1 1028 236 444 652 8
Search
