สมดลุ เคมี Add Your Company Slogan Logo
สมดุลเคมแี ละการเกดิ ปฏกิ ริ ิยา aA + bB cC + dD ปฏิกิริยาเกดิ ในภาชนะปิด: ทภ่ี าวะสมดุล อัตราเร็วของการเกดิ = อัตราเรว็ ของการเกดิ ปฏิกิริยาไปขา้ งหน้า ปฏกิ ริ ยิ ายอ้ นกลับ ความเขม้ ขน้ ของสารตัง้ ต้นและผลติ ภณั ฑม์ คี า่ คงที่
ข้อสังเกต ❑สมดุลกายภาพ(Physical equilibrium ) เป็นสมดลุ ระหวา่ งสารชนิดเดยี วกันแตอ่ ยคู่ นละวฏั ภาค เป็น การเปลีย่ นแปลงทางกายภาพ เชน่ การระเหยของน้าในภาชนะปดิ ที่อุณหภูมิคงที่ H2O (l) H2O (g) ❑ สมดลุ เคมี (Chemical equilibrium) เปน็ การเปล่ียนแปลงทางเคมี สารตัง้ ต้นและผลิตภัณฑ์ เปน็ สารคนละชนิด N2O4 (g) 2NO2 (g) ไมม่ สี ี สนี ้าตาลแดง
เมือ่ ถึงภาวะสมดลุ สมบัติ N2O4 (g) 2NO2 (g) ทางกายภาพของระบบไม่ ไมม่ สี ี น้าตาลแดง เปลยี่ นแปลงต่อไป สมบตั ทิ างกายภาพต่าง ๆ ของระบบ เช่น ความเข้มขน้ สี ความหนาแน่น และ ดรรชนหี กั เหของสารแต่ละชนดิ จะคงท่ีเม่อื อณุ หภมู คิ งท่ี และจะไม่เปลี่ยนแปลงอีก ตอ่ ไปไมว่ า่ จะใชเ้ วลานานเทา่ ใดกต็ าม
N2O4 (g) 2NO2 (g) ระบบจะเขา้ สภู่ าวะสมดลุ ไดเ้ องไม่วา่ จะเร่มิ ปฏกิ ิรยิ าจากด้านใดก็ตาม เรมิ่ ดว้ ย NO2 เริม่ ดว้ ย N2O4 เร่ิมด้วยNO2& N2O4
สมดุลเคมี มี 2 ชนดิ คอื • สมดุลเอกพนั ธ์ (Homogeneous equilibrium) : สารตง้ั ตน้ และผลิตภณั ฑม์ ี phaseเดยี วกัน เชน่ H2(g) + I2(g) 2HI(g) • สมดุลวิวธิ พันธ์(Heterogeneous equilibrium) : สารตง้ั ต้น และผลติ ภัณฑม์ หี ลาย phase เช่น 2KClO3(s) 2KCl(s) + 3O2(g) Note :สา้ หรับของแขง็ และของเหลวบริสุทธิ์ จะถอื วา่ มคี วามเขม้ ขน้ คงท่ี เสมอ จงึ ไมค่ ดิ คา่ ความเข้มข้นของของแข็งและของเหลวบรสิ ทุ ธใ์ิ นการหา คา่ คงท่สี มดลุ
N2O4(g) 2NO2(g) ค่าคงท่ี
การเขียนค่าคงท่ีสมดุล (Equilibrium constant:K) • Law of mass action “ณ อุณหภูมคิ งทอ่ี ตั รากาเกิดปฏิกิริยา เปน็ ปฏิภาคโดยตรงกับมวลของสารทที่ าปฏิกริ ิยากนั ” • ถา้ เปน็ สมดุลแบบเนื้อเดยี วกนั และสารทที่ า้ ปฏกิ ริ ยิ ากันเปน็ ของแขง็ ของเหลว และสารละลาย ค่า K จะเขียนเปน็ Kc (c แทน ความเข้มข้น ในหนว่ ยโมล/ลิตร) aA + bB cC + dD โดยท่ัวไปค่าคงทส่ี มดุล ไม่มีหนว่ ย Kc = [C]c.[D]d สูตรน้ใี ช้ได้เม่อื อณุ หภมู คิ งที่ [A]a.[B]b ถ้าอณุ หภูมเิ ปลีย่ นคา่ K จะ เปลยี่ นด้วยนะ
ถา้ เปน็ ปฏกิ ิรยิ าทเ่ี ปน็ แกส๊ คา่ K จะเขยี นเป็น Kp • ถา้ เปน็ ปฏกิ ริ ิยาทเี่ ปน็ แกส๊ คา่ K จะเขียนเปน็ Kp • P แทนความดนั ในหน่วย atm จะใช้ความดนั ย่อย แทน ความเขม้ ขน้ ดังนี้ aA + bB cC + dD Kp = PcC.PdD PaA.PbB
สรปุ ความสัมพนั ธ์ระหวา่ ง Kp& Kc Kp = Kc(RT)n n = จน.โมลรวมของแกส๊ ผลิตภัณฑ–์ จน.โมลรวมของแกส๊ สารต้งั ตน้ R = คา่ คงทีข่ องแกส๊ = 0.082 L.atm/K.mol T = อณุ หภูมใิ นหน่วยเคลวนิ (K)
การทา้ นายสมดุล จากสมการ aA + bB cC + dD จะได้ว่า Kc = [C]c.[D]d [A]a.[B]b ➢ ถ้า K>>1 สมดุลไปทางขวา เกดิ ผลติ ภณั ฑ์มาก ➢ ถ้า K<<1 สมดลุ ไปทางซ้าย เหลอื สารตั้งตน้ มาก (ผลติ ภัณฑ์นอ้ ย)
ตย.14.1 จงเขียนค่า Kc และ Kp ของปฏกิ ิริยา (a) HF(aq)+H2O(l) H3O+(aq) + F-(aq) วธิ ีทา้ Kc = [H3O+][ F-] = [H3O+][ F-] [HF] [H2O] [HF] • ตดั [H2O] ออกเพราะ เปน็ ของเหลวบรสิ ุทธิ์ จะถอื วา่ มี ความ เขม้ ขน้ คงท่ีเสมอ (b) 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g) วธิ ที า้ Kp = P2NO2 P2NO PO2
จงเขียนค่าสมดุล Kc และKp ของปฏิกิริยาต่อไปน้ี 2N2O5 (g) 4NO2(g) + O2(g) Kc = [NO2]4[O2] Kp = P4NO2 PO2 [N2O5]2 P2N2O5
ตวั อยา่ ง 14.2 ในการศึกษาสมดุลเคมขี องกระบวนการ ท่ี 230oC 2NO(g) + O2 (g) 2NO2(g) ให้ความเข้มข้นทีส่ มดุล [NO] = 0.0542 M , [O2] = 0.127 M [NO2] = 15.5 M จงค้านวณคา่ Kc ของปฏิกิริยานที้ ่ี 230oC Kc = [NO2] 2 = (15.5)2 = 6.44x105 [NO]2[O2] (0.0542)2 x (0.127)
หลกั การคิดเรอ่ื งสมดุล คอื ตงั้ สมการ เชน่ aA + bB → cC + dD •ใสจ่ า้ นวนโมลสารตั้งต้นหรือผลติ ภัณฑ์ตามท่โี จทยใ์ ห้ค่า •สมมตุ จิ า้ นวนโมลสารตง้ั ตน้ หรอื ผลติ ภณั ฑ์ตามทโี่ จทย์ถาม แลว้ ใช้ Kc = [C]c.[D]d หาคา่ ทีโ่ จทย์ตอ้ งการ [A]a.[B]b
แบบฝึกหดั ความเข้มขน้ ที่สมดุลของปฏกิ ิรยิ า CO(g) + Cl2(g) COCl2(g) คอื [CO] = 1.2 x 10-2 M , [Cl2] = 0.054 M และ [COCl2] = 0.14 M จงคา้ นวณค่าคงที่สมดลุ (Kc)
โจทย์ความเข้มข้นทส่ี มดุลของปฏิกริ ยิ า CO(g)+Cl2(g) COCl2(g) คือ [CO]=1.2 x 10-2M, [Cl2]=0.054 M และ [COCl2] = 0.14 Mจง คา้ นวณคา่ คงทส่ี มดลุ (Kc) สมการที่ดลุ แลว้ คือ CO(g) + Cl2(g) COCl2(g) ณ สมดุล 1.2 x 10-2 0.054 0.14 M ดังนัน้ Kc=[[CCOO]C.[lC2l]2] = (0.14) = 2.16x102 (1.2x10-2)(0.054) ตอบ คา่ คงที่สมดลุ = 2.16x102
แบบฝึกหดั ค่าคงท่สี มดุล (Kp) ของปฏิกริ ยิ า 2NO2(g) 2NO(g) + O2(g) มีค่าเทา่ กับ 158 ท่ี 1000 K จงค้านวณ PO2 ถ้า PNO2 = 0.400 atm และ PNO = 0.270 atm
โจทย์ คา่ คงที่สมดลุ (Kp) ของปฏิกริ ิยา 2NO2(g) 2NO(g) + O2(g) มคี า่ เท่ากับ 158 ที่ 1000 K จงคา้ นวณ PO2 ถ้า PNO2= 0.400 atm และ PNO= 0.270 atm วธิ ที ้า สมการท่ดี ุลแล้วคือ 2NO2(g) 2NO(g)+O2(g) ความดนั ยอ่ ย 0.400 0.270 PO2=? ดงั น้นั Kp = 158 = PNO 2PO2 = (0.270)2(PO2) PNO22 (0.400)2 PO2= (158) (0.400)2 = 347 atm (0.270)2
แบบฝกึ หดั ส้าหรบั ปฏกิ ิริยา N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Kp มีคา่ 4.3 x 10-4 ท่ี 375oC จงคา้ นวณ Kc ของปฏิกริ ยิ าน้ี
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Kpมคี า่ 4.3x10-4ท่ี 375oC จงคา้ นวณ Kc สมการทด่ี ลุ แล้วคอื N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) สตู ร Kp = Kc(RT)n ดังน้ัน Kc =Kp/(RT)n n =จน.โมลรวมแกส๊ ผลติ ภัณฑ์–จน.โมลรวมแก๊สสารต้งั ตน้ = (2)–(1+3)= 2-4 = -2 เปล่ยี นหนว่ ยอุณหภมู ิจาก oC เป็น K ; T = 375+273 = 648 K แทนค่าสูตร Kc = Kp = 4.3 x 10-4 = 1.21 (RT)n (0.082 . 648)-2
สมดุลเคมี มี 2 ชนิด คือ • สมดลุ เอกพันธ์ (Homogeneous equilibrium) : สารตงั้ ตน้ และ ผลิตภณั ฑม์ ี phaseเดยี วกัน เชน่ แก๊สทงั้ หมด หรอื เปน็ สารละลาย เนื้อเดียวกนั เช่น H2(g) + I2(g) 2HI(g) • สมดลุ วิวิธพนั ธ(์ Heterogeneous equilibrium) : สารตัง้ ตน้ และ ผลติ ภัณฑม์ ีหลาย phase เช่น อาจเปน็ ของเหลวไม่ผสมกัน ระหว่างของแข็งกับของเหลว หรอื ของแข็งกบั แกส๊ หรอื ของเหลว กับแกส๊ ในระบบปิด เช่น 2KClO3(s) 2KCl(s) + 3O2(g) Note : ส้าหรับของแข็งและของเหลวบรสิ ทุ ธ์ิ จะถือว่ามีความ เข้มข้นคงท่ีเสมอ จงึ ไม่คิดค่าความเข้มข้นของของแขง็ และ ของเหลวบรสิ ทุ ธิ์ในการหาคา่ คงทีส่ มดลุ
การเขยี นคา่ คงทสี่ มดลุ กรณเี ป็นสมดลุ แบบไมเ่ ป็นเนือ้ เดยี วกนั หรอื สมดุลวิวธิ พนั ธ์ ปฏกิ ิรยิ าท่ีสารต้นและผลิตภัณฑ์อย่คู นละวัฏภาคกนั CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) Kc‘ = [CaO][CO2] [CaCO3] [CaCO3]=ของแข็ง=ค่าคงที่, [CaO]=ของแข็ง=คา่ คงที่ Kc = [CO2] Kp = PCO2 ไมค่ ดิ ความเข้มขน้ ของของแขง็ ในการหา คา่ คงที่สมดลุ ....
ตัวอยา่ ง จงเขียนสมการแสดงค่าคงท่สี มดุล Kc และ/หรือ Kp สา้ หรับระบบววิ ิธพันธ์ ตอ่ ไปนี้ (ก) (NH4)2Se (s) 2NH3(g) + H2Se(g) (ข) AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) (ค) P4(s) + 6Cl2(g) 4PCl3(l)
(ก) (NH4)2Se(s) 2NH3(g) + H2Se(g) แนวคดิ ถอื วา่ ของแข็งมีความเข้มข้นคงท่เี สมอ ไมค่ ิดค่าความ เขม้ ขน้ ของของแข็งในการหาค่าคงทีส่ มดุล ดังนนั้ Kc = [NH3]2[H2Se] Kp = P2NH3PH2Se
(ข) AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) แนวคดิ ถอื วา่ ของแขง็ มีความเขม้ ขน้ คงที่เสมอ ไม่คดิ ค่า ความเขม้ ข้นของของแข็งในการหาคา่ คงทส่ี มดุล ดงั น้ัน Kc = [Ag+][Cl-]
(ค) P4(s) + 6Cl2(g) 4PCl3(l) แนวคดิ ถอื ว่าของแข็ง P4(s) และ ของเหลวบรสิ ุทธ์ิ PCl3(l) มคี วามเข้มข้นคงทเ่ี สมอ ไม่คิดค่าความเข้มข้นของของแข็ง และของเหลวบรสิ ทุ ธิใ์ นการหาคา่ คงทส่ี มดลุ ดงั นน้ั Kc = 1 [Cl2]6 Kp = 1 P6Cl2
แบบฝึกหัด จงเขยี นสมการแสดงคา่ คงทสี่ มดลุ Kc และ Kp สา้ หรบั ปฏิกิริยา Ni(s) + 4CO(g) Ni(CO)4(g)
จงเขยี นสมการแสดงค่าคงที่สมดลุ Kc และ Kp ส้าหรับปฏิกิริยา Ni(s) + 4CO(g) Ni(CO)4(g) แนวคดิ ถือวา่ ของแข็ง Ni(s) มีความเข้มขน้ คงทีเ่ สมอ ไมค่ ิดค่าความเขม้ ขน้ ของของแข็งในการหาคา่ คงท่ี สมดลุ ดังนัน้ Kc = [Ni(CO)4] [CO]4 Kp = P Ni(CO)4 P4CO
แบบฝกึ หดั จงพจิ ารณาสมดุลต่อไปนี้ ท่ี 295 K NH4HS(s) NH3(g) + H2S(g) ถา้ ความดันยอ่ ยของแกส๊ ทงั้ สองชนิดเท่ากับ 0.265 atm จงค้านวณคา่ Kp และ Kc ของปฏกิ ริ ยิ า
สมดุลแบบรวม หรือสมดุลแบบพหุ A+B C+D Kc/ = [C][D] [A][B] C+D E+F Kc// = [E][F] [C][D] A+B E+F Kc = [E][F] ถ้าปฏกิ ิริยาเขียนได้ [A][B] ดว้ ยผลรวมของ จะได้วา่ Kc = Kc/ x Kc// ปฏิกิริยาย่อย แล้ว ค่าคงทีส่ มดลุ สา้ หรบั ปฏิกิริยารวม = ผลคูณของคา่ คงท่ปี ฏิกริ ิยาย่อยทง้ั หมด
รูปแบบของคา่ K และสมการเคมที ่ีภาวะสมดุล : • มีกฎ 2 ขอ้ ท่ีเก่ยี วกับการเขยี นสมการแสดงค่าสมดุล คือ 1. เมอ่ื สมการเคมีของปฏกิ ิรยิ าท่ผี ันกลับได้ เขียนกลบั ข้าง คา่ คงทส่ี มดุลเปน็ ส่วนกลบั ของคา่ คงท่ีสมดุลเดิม 2. คา่ K ข้ึนกับวธิ ดี ุลสมการ
1. เม่อื สมการเคมขี องปฏกิ ริ ยิ าทผ่ี ันกลบั ได้ เขียนกลับขา้ ง ค่าคงท่ี สมดุลเปน็ ส่วนกลับของค่าคงทสี่ มดุลเดมิ N2O4 (g) 2NO2 (g) Kc = [NO2]2 = 4.63 x 10-3 [N2O4] 2NO2 (g) N2O4 (g) Kc/ = [[NNO2O2]42] = 1 = 1 = 216 Kc 4.63 x 10-3 สรปุ Kc = 1/Kc’ หรอื Kc Kc’ = 1
2. คา่ K ขนึ้ กบั วิธีดลุ สมการ ดุลแบบท่ี 1 N2O4 (g) 2NO2 (g) Kc = [NO2]2 = 4.63 x 10-3 [N2O4] ดุลแบบที่ 2 ½ N2O4 (g) NO2 (g) Kc’ = [NO2] = Kc = 4.6x10−3 = 0.0680 [N2O4]1/2 สรุป ถา้ ดุลสมการต่างกนั ค่า K ที่ไดจ้ ะตา่ งกันด้วย (เป็นยกก้าลงั ของค่าเดมิ ) เพราะ K มาจากการนา้ สปส. ของสารต้ังต้นและมายกกา้ ลงั ดังนั้น จงึ ระบไุ ว้ ว่าถา้ จะเขยี นคา่ K ต้องระบสุ มการแสดง สมดุลด้วย
ตัวอย่าง ปฏิกริ ิยาการผลิตแอมโมเนยี ดังนี้ (a) N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) (b) ½ N2(g) + 3/2 H2(g) NH3(g) (c) 1/3 N2(g) + H2(g) 2/3 NH3(g) จงเขียนสมการแสดงคา่ คงทีส่ มดลุ ของสมการ (ใชค้ วามเขม้ ขน้ หน่วย โมล/ลติ ร (d) คา่ คงทีส่ มดลุ เหล่านมี้ ีความสมพนั ธก์ นั อยา่ งไร
(a) N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Ka = [NH3]2 / [N2][H2]3 ans (b) ½ N2(g) + 3/2 H2(g) NH3(g) Kb = [NH3] / [N2]1/2[H2]3/2 ans (c) 1/3 N2(g)+H2(g) 2/3 NH3(g) Kc = [NH3]2/3 / [N2]1/3[H2] ans (d) ค่าคงท่ีสมดลุ เหลา่ นี้มีความสมพนั ธก์ ันอยา่ งไร Ka = Kb2 , Ka = Kc3 , Kb2 = Kc3 หรอื Kb = Kc2/3 ans
แบบฝกึ หดั จงเขียนสมการแสดงค่าคงทส่ี มดุล (Kc) สา้ หรับปฏกิ ริ ยิ า ตอ่ ไปน้ี และหาความสมั พนั ธ์ระหว่างคา่ คงท่ที ่ีได้ (a) 3O2(g) 2O3(g) (b) O2(g) 2/3 O3(g)
แบบฝึกหดั (a) 3O2(g) 2O3(g) Kc = [O3]2 / [O2]3 (b) O2(g) 2/3 O3(g) Kc’ = [O3]2/3/[O2] ความสัมพนั ธร์ ะหว่างค่าคงท่ีทไี่ ดค้ อื Kc = Kc’3 ans
ค่าคงท่ีสมดุล 1.ความเขม้ ขน้ ของสารในสถานะสารละลายใหม้ ีหนว่ ยเป็น mol/L สถานะแกส็ มีหน่วยเป็น mol/L หรอื atm 2.คา่ Kc และ Kp มีความสัมพนั ธ์ ดังสมการ Kp = Kc(RT)n 3. ความเขม้ ข้นของของแขง็ บรสิ ทุ ธ์ิ ของเหลวบรสิ ทุ ธิ์(ในสมดุล แบบไมเ่ ป็นเนอ้ื เดียวกัน) และตัวท้าละลาย(เช่น น้าในสมดุลแบบ เปน็ เนื้อเดียวกัน) จะไมน่ ้ามาเขยี นแสดงในสมการของค่าคงที่ เช่น AgCl (s) และH2O(l) ไมต่ อ้ งเขยี น
คา่ คงท่สี มดุล 4. คา่ คงทสี่ มดลุ (Kc หรือ Kp) ไมม่ หี นว่ ย 5. การเขียนค่าคงทส่ี มดลุ ต้องแสดงสมการเคมีที่ดุลแล้วและ อณุ หภมู ิ 6. ถ้าปฏกิ ิรยิ าเคมแี บบหลายข้ันตอนแล้ว ค่าคงทส่ี มดลุ สา้ หรบั ปฏิกิรยิ ารวม = ผลคณู ของคา่ คงทปี่ ฏิกริ ิยายอ่ ย
ความสัมพันธร์ ะหวา่ งจลนศาสตร์เคมีและสมดุลเคมี ปฏิกริ ิยาท่สี มดลุ A + 2B AB2 อตั ราการเกิดปฏกิ ิรยิ าไปข้างหน้า: ratef = kf [A][B]2 อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าย้อนกลบั : rater = kr [AB2] ท่ีสมดลุ อตั ราการเกิดปฏิกริ ยิ าไปขา้ งหน้า=อัตราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าย้อนกลบั ratef = rater นั่นคือ kf [A][B]2 = kr [AB2] kf = [AB2] = Kc kr [A][B]2
ความสมั พันธร์ ะหวา่ งจลนศาสตรเ์ คมีและสมดลุ เคมี kf = [AB2] = Kc kr [A][B]2 สรุป ตามหลักการของจลนศาสตร์เคมี ค่าคงทส่ี มดุล K หาไดจ้ าก อตั ราสว่ นระหวา่ งคา่ คงท่ขี องอัตราการเกิดปฏิกริ ิยาไปข้างหนา้ กบั ค่าคงท่ีของอัตราการเกดิ ปฏิกริ ิยาย้อนกลับ ดงั น้ันคา่ คงทส่ี มดลุ จงึ เป็นคา่ คงทีท่ ่ีขนึ้ กับอณุ หภูมิ
คา่ คงทีส่ มดุลท้าให้เราทราบอะไรบ้าง ❖ ชว่ ยทา้ นายทศิ ทางของการเกิดปฏกิ ิริยาเข้าสูส่ มดุล ❖ ช่วยค้านวณความเขม้ ข้นของสารตง้ั ตน้ และสาร ผลิตภณั ฑเ์ ม่อื ระบบเข้าสู่สมดุลแลว้ ได้
ชว่ ยท้านายทศิ ทางของการเกิดปฏิกริ ิยาเขา้ สูส่ มดุล ปฏิกิรยิ า H2(g) + I2(g) 2HI(g) ; Kc = 54.3 ท่ี 430oC นา้ H2 0.243 mol , I20.146 mol และ HI 1.98 molมารวมกนั ในภาชนะ ขนาด 1 ลิตร ที่ 430oC และเราตอ้ งการทราบว่าระบบจะเกิดปฏกิ ริ ิยาไปในทศิ ทางใด วธิ ที ้า แทนค่าความเข้มขน้ เริม่ ต้นของสารท้งั หมด ผลหารปฏิกิริยา = Qc = [[HH2I]]00[2I2]0 = (1.98)2 = 111 (0.243)(0.146) โจทยก์ า้ หนด Kc = 54.3 เปรียบเทียบค่า Qcกบั Kc Qc>Kc ท้านายทิศทางของปฏกิ ริ ิยาไดว้ ่า ระบบจะปรบั ตัวพยายามลด ค่า Qc ลงเขา้ สคู่ า่ Kcปฏกิ ริ ยิ าจะเกดิ จากขวาไปทางซ้าย เพือ่ ใหผ้ ลิตภณั ฑ์ ลดลง และเพมิ่ สารต้ังต้น เพอ่ื เขา้ สคู่ ่า Kc
ถา้ ให้ Qc = ผลหารปฏิกริ ยิ า และ Kc= ค่าคงทีส่ มดุล ▪ Qc<Kc : อัตราสว่ นความเขม้ ขน้ ที่สภาวะเรม่ิ ต้นของสารผลติ ภัณฑ์ กับสารต้งั ตน้ มคี า่ น้อยมาก ระบบจะตอ้ งพยายามเพ่มิ คา่ Qc เข้าสู่ คา่ Kc โดยตอ้ งพยายามเพม่ิ ผลติ ภัณฑ์ ลดสารตงั้ ตน้ ดังนนั้ ปฏิกิรยิ าจะเกดิ จากซ้ายไปขวา หรอื เกดิ ไปข้างหนา้ ▪ Qc= Kc : ระบบอยูใ่ นสมดลุ แล้ว ▪ Qc>Kc : อัตราสว่ นความเข้มขน้ ทีส่ ภาวะเรมิ่ ต้นของสารผลิตภัณฑ์ ต่อสารตั้งต้นมคี า่ มาก ระบบพยายามลดคา่ Qc เขา้ สู่คา่ Kc โดย ต้องพยายามลดผลิตภัณฑ์ เปลี่ยนเปน็ สารต้งั ตน้ ดังนัน้ ปฏิกิรยิ าจะเกดิ จากขวาไปซ้าย หรอื เกดิ ยอ้ นกลบั
ตวั อยา่ ง 14.8 เม่ือเร่ิมปฏกิ ิรยิ าภาชนะขนาด 3.5 L ท่ี 375oC ประกอบดว้ ย N2 0.249 mol , H2 3.21x10-2 mol และ NH3 6.42x10-4 mol คา่ คงทีส่ มดุล(Kc)ของปฏิกิรยิ าท่ีอณุ หภมู ินม้ี คี า่ 1.2 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ระบบนอ้ี ยู่ในสมดุลหรือไม่ ถา้ ไม่อยู่ในสมดลุ จะเกิดปฏิกิรยิ าใน ทิศทางใด
แนวคดิ โจทยใ์ ห้ค่า คา่ คงทีส่ มดุล(Kc) มา และให้ ปรมิ าตร และจ้านวนโมลของสารตงั้ ตน้ และผลติ ภัณฑ์เร่ิมต้นมา นา้ มาหาคา่ ความเขม้ ข้น และหาผลหารปฏิกริ ยิ า (Qc) ได้ จากนนั้ จึงเปรยี บเทียบคา่ Qc กับ Kc แลว้ ท้านายทศิ ทาง ปฏกิ ริ ิยาได้
วธิ ีทา้ ความเข้มขน้ เร่ิมต้นของสารคือ [N2]0= 0.249mol/3.5L = 0.0711 M [H2]0= 3.21x10-2mol/3.5L = 9.17x10-3 M [NH3]0=6.42x10-4mol/3.5L = 1.83x10-4 M ผลหารปฏิกริ ยิ า=Qc=[NH3]02 = (1.83x10-4)2 = 0.611 [N2]0 [H2]03 (0.0711)(9.17x10-3)3 เปรียบเทยี บ Qcกบั Kc ; Qc(0.611)< Kc (1.2) ดังนั้นปฏกิ ริ ิยายงั ไมเ่ ข้าสสู่ มดลุ ปฏกิ ริ ิยาจะเกิดจากซา้ ย ไปขวา(ไปขา้ งหน้า)จนถึงสมดลุ
แบบฝึกหดั 14.8 คา่ คงท่ีสมดุล (Kc) ของปฏกิ ิริยา 2NO(g) + Cl2(g) 2NOCl(g) มคี า่ เทา่ กบั 6.5x104 ท่ี 35oC ถา้ ผสม NO 2.0x10-2mol กบั Cl2 8.3x10-3mol และ NOCl 6.8mol ในภาชนะปริมาตร 2.0 L ระบบจะเข้าสู่สมดุลในทศิ ทางใด
Search
