35 มิ่งกมล

ปจั จัยท่มี ีผลตอ่ อตั ราการเกดิ ปฏิกริ ยิ าเคมี

จัดทาโดย นางสาว มง่ิ กมล สายเอน เลขที่ 35 ชั้น ม.5/2

เสนอ

คานา หนงั สอื อเิ ล็กทรอนิกสเ์ ล่มนี้จดั ทาขน้ึ เพอ่ื เปน็ ส่วนหนึ่งของวชิ าเคมี ชน้ั ม.5 เพ่อื ใหไ้ ดศ้ ึกษาหาความรใู้ นเรือ่ งปัจจยั ทีม่ ีผลตอ่ อตั ราการ เกดิ ปฏกิ ริ ิยาเคมีและได้ศึกษาอยา่ งเขา้ ใจเพือ่ เปน็ ประโยชนก์ ับการเรียน ผจู้ ดั ทาหวังว่า หนังสืออิเลก็ ทรอนิกส์เล่มนี้จะเปน็ ประโยชน์กับผู้อา่ น หรอื นักเรยี น นักศึกษา ทก่ี าลงั หาข้อมูลเร่ืองนอ้ี ย่หู ากมขี ้อแนะนาหรือ ข้อผิดพลาดประการใด ผ้จู ดั ทาขอน้อมรับไวแ้ ละขออภัยมา ณ ที่นี้ดว้ ย

แบบฝกึ หัดก่อนเรียน https://docs.google.com/document/d/1ZlKaxaDZf7l CDa81OGAG1nAzAFxJPhVR5LBnopOPl2s/edit

ปัจจยั ท่ีมผี ลต่ออัตราการเกดิ ปฏิกริ ยิ าเคมี อตั ราการเกิดปฏกิ ิริยา ข้ึนอยูก่ ับปจั จัยหลายอยา่ ง คือ 1. ธรรมชาติของสารตัง้ ต้น 2. ความเขม้ ข้นของสารต้ังต้น 3. พืน้ ทีผ่ วิ ของสารตั้งตน้ 4. อณุ หภมู ิ 5. ตวั เร่งปฏิกิรยิ า 6. ความดนั

อัตราการเกดิ ปฏิกิริยาจะเรว็ หรอื ช้า ก็ข้ึนอยกู่ บั ปจั จยั ดงั กล่าว จะเหน็ ได้วา่ ปจั จัยทีม่ ีผลตอ่ อตั รา การเกดิ ปฏกิ ิริยานัน้ เป็นผลเน่ืองจาก สารตงั้ ต้นเทา่ นัน้ ไม่เกีย่ วขอ้ งกับสารผลติ ภณั ฑ์ การทีท่ ราบว่าอัตรา การเกิดปฏกิ ริ ยิ าข้ึนอยกู่ ับปจั จัยอะไรบา้ ง ทาให้สามารถควบคมุ ความเรว็ ของปฏิกิริยาได้ สามารถจะทาให้ เกดิ เร็วหรือเกิดชา้ ตาม ตอ้ งการได้ ปฏกิ ิริยาบางชนดิ อาจจะเกิดได้เร็วหรือช้า เนอ่ื งจาก ธรรมชาติของสาร ต้ังต้น เชน่ สารประกอบไอออนนกิ มักจะ เกดิ ปฏิกริ ิยาไดเ้ รว็ กว่าสารโคเวเลนต์ ปฏกิ ริ ยิ าบางชนดิ ข้ึนกบั ความ เขม้ ข้น แต่บางชนดิ ไมข่ ้นึ กบั ความเขม้ ขน้ ซึง่ จะได้กล่าวถึงรายละเอยี ด ตอ่ ไป

ธรรมชาตขิ องสารตง้ั ต้นทม่ี ีผลตอ่ อัตราการเกิดปฏิกริ ยิ า ปฏิกิรยิ าเคมีโดยทั่วๆ ไป จะ มีอตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าทแ่ี ตกต่างกนั มีต้งั แตช่ ้ามากจนสังเกตไมไ่ ด้ถงึ เกดิ ขน้ึ ไดท้ ันที บางปฏิกริ ิยาอาจจะเกดิ เรว็ มากถึงหนงึ่ ในลา้ นวินาที เช่น การระเบดิ ของดินปนื ปฏกิ ริ ิยา จานวนมากเกดิ ขึนเร็ว เช่น ปฏิกิรยิ าระหวา่ งกรดกับเบสจะไดเ้ กลอื และนา้ ทันที หรือ ปฏิกิรยิ าระหว่าง สารละลาย AgNO3 กับ NaCl จะไดต้ ะกอนขาว AgCl ทนั ที NaOH + HCl NaCl + H2O AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3 สารท่ีทาปฏิกิริยาเป็นสารไอออนิกทง้ั คู่ จะเกิดปฏกิ ริ ยิ าเรว็ กวา่ สารทีเ่ ปน็ โควา เลนต์ สารท่ีทาปฏิกริ ยิ าเปน็ กา๊ ซทงั้ คู่ จะทาปฏิกริ ยิ าไดเ้ รว็ กว่าปฏิกริ ยิ าท่สี ารอยู่ในสถานะ ต่างกัน

ความเขม้ ขน้ ของสารตงั้ ตน้ กบั อตั ราการเกดิ ปฏิกริ ยิ าเคมี ความเขม้ ขน้ ของ สารตัง้ ตน้ เพ่ิมข้นึ อตั ราการเกดิ ปฏิกิรยิ ามักจะเรว็ ขนึ้ ด้วย แต่ก็ไม่แนเ่ สมอไป บางกรณคี วามเข้มขน้ ของสารอาจจะไม่มีผลตอ่ อตั ราการเกดิ ปฏกิ ิรยิ าได้ หรอื บางกรณีอาจจะทาให้ ปฏิกิริยาเกิดช้าลงกไ็ ด้ การทจ่ี ะทราบว่าความ เขม้ ข้นของสารต้นต้น มผี ลต่ออตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าหรือไม่ จะต้องได้ จากการทดลองเท่าน้ัน จากการทดลอง จะทาใหท้ ราบวา่ สารตั้งต้นชนดิ ใดบา้ งทีม่ ผี ลตอ่ อตั รา การเกดิ ปฏกิ ริ ิยา ทาให้ ปฏิกริ ิยาเกดิ เรว็ ขนึ้ หรอื ชา้ ลง แต่ถ้าตอ้ งการจะทราบวา่ ความเขม้ ขน้ ของสารต้งั ต้นมีผลตอ่ อัตราเรว็ ของ ปฏกิ ริ ิยามากน้อย อยา่ งไร สารใดจะมผี ลมากกวา่ กันจะตอ้ งอาศยั กฎอตั ราเข้าชว่ ย

พื้นท่ีผวิ ของสารกับอตั ราการเกิดปฏกิ ริ ิยาเคมี ความเขม้ ข้นของสารตงั้ ตน้ จะเปน็ ปัจจัยทีส่ าคญั ในการ ควบคุมอัตราการเกิดปฏกิ ริ ยิ า เชน่ ปฏกิ ิรยิ าระหวา่ ง Mg(s) กับ HCl (aq) จะพบวา่ พนื้ ทผี่ วิ ของ Mg มี สว่ นสาคญั มากในการควบคมุ อัตราการเกดิ ปฏิกิรยิ า Mg (s) + HCl (aq) MgCl2 (aq) + H2 (g) ถา้ วัดอัตราการเกดิ ปฏิกิรยิ าจากปรมิ าตรของกา๊ ซ H2 จะพบวา่ ปฏิกริ ยิ าจะเกิดเรว็ เมือ่ ใช้ Mg ทม่ี ีพน้ื ที่ผวิ มาก ดงั นั้นโดยท่ัวๆ ไป จึงสรปุ ไดว้ ่า อัตราการเกดิ ปฏิกริ ิยาเปน็ สัดส่วนโดยตรงกบั พน้ื ท่ผี วิ ของสาร ตงั้ ต้นท่เี ข้าทาปฏกิ ริ ิยากัน (เฉพาะปฏกิ ิรยิ าเนอื้ ผสมเท่านน้ั ถ้าเป็นปฏิกริ ยิ าเนอื้ เดียว พืน้ ที่ผวิ ของ สารต้งั ตน้ จะไม่มผี ลตอ่ อัตราการเกดิ ปฏิกริ ยิ า) ถา้ พืน้ ท่ีผิวมาก อตั ราการเกดิ ปฏกิ ิรยิ าจะเรว็ กวา่ เมอื่ พนื้ ทผ่ี ิวนอ้ ย ดังนัน้ วธิ ีการเพ่มิ อัตราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าวิธีหน่ึงของปฏกิ ริ ิยาเนื้อผสม คือ การเพม่ิ พื้นที่ ผวิ (นอกเหนอื จาก การเพ่มิ ความเขม้ ข้น) ซึ่งอาจจะทาไดโ้ ดยการบดให้ละเอียด ตดั ให้เป็นชนิ้ เล็กๆ หรือยดื ให้เป็นเส้นยาวๆ เป็นตน้

อุณหภูมกิ บั อัตราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี อณุ หภมู ิจะมผี ลตอ่ อตั ราการเกดิ ปฏกิ ิรยิ า โดยท่ัวๆ ไป เมื่ออุณหภมู ิของ ระบบสงู ขึ้นอตั ราการ เกิดปฏิกิรยิ ามกั จะเกิดเรว็ ขน้ึ แตม่ ีบ้างเหมือนกันทอ่ี ุณหภูมิ ไมม่ ผี ลตอ่ อัตราการเกิดปฏกิ ิริยา หรือมีผล ในทางตรงกนั ขา้ ม คือท าให้ ปฏกิ ิริยาเกิดชา้ ลง เชน่ ปฏกิ ริ ยิ า I + I I2 ถา้ เพมิ่ อณุ หภมู ิจะท าให้ปฏิกิรยิ า เกดิ ช้า ลง เป็นต้น อย่างไรกต็ ามปฏกิ ิรยิ าเคมสี ว่ นใหญ่ เมื่ออุณหภมู ิสงู ข้นึ จะมอี ัตรา การเกดิ ปฏกิ ิริยาเรว็ ขนึ้

ตวั อยา่ งเช่น เมอื่ วางแผน่ โลหะ Mg ไว้ในอากาศที่อณุ หภมู ิห้อง ผวิ ของ Mg จะค่อยๆ เปล่ยี นเป็น สีเทาทงั้ นี้เพราะ เกดิ MgO MgO (s) + O2 (g) 2MgO (s) การเกดิ ปฏกิ ริ ยิ านจ้ี ะชา้ มาก แต่ถ้านาแผน่ Mg นเ้ี ผาในเปลวไฟจะพบว่า สามารถเกดิ ปฏิกิรยิ าได้ MgO ภายในเวลา ไมก่ ่ีวนิ าที แสดงว่าอณุ หภูมชิ ่วยทาให้ปฏิกิรยิ าเกิดเรว็ ขึ้น ในชีวิตประจาวัน จะพบว่า อุณหภูมิมีส่วนเกยี่ วข้องกับปฏกิ ิริยาเคมีเสมอๆ เช่น การเกบ็ อาหารไว้ ในตูเ้ ย็น จะเก็บไว้ ไดน้ านกว่าการเกบ็ อาหารไว้ทอี่ ุณหภมู หิ ้อง เนื่องจากท่ีอณุ หภูมิต่าสามารถปอ้ งกันการ บดู เนา่ ของอาหารได้ดกี ว่า ทง้ั นีเ้ พราะการบูดเน่าเกิดจากแบคทเี รยี ขับสารบางชนดิ ออกมายอ่ ยสาย สารอนิ ทรยี ์ ถ้าอณุ หภมู ติ ่ากวา่ ปฏิกิรยิ า เคมีในอาหารน้ันจะเกดิ ช้า ทาใหก้ ารบดู เน่าเกดิ ช้าลง พวกยาบาง ชนดิ เช่น ยาปฏิชวี นะ วคั ซนี ป้องกันพิษสนุ ัขบ้า ต้องเก็บไว้ท่อี ณุ หภมู ติ า่ เนอ่ื งจากยาเหลา่ นีส้ ลายตวั ง่ายที่ อณุ หภูมิห้อง การปรุงอาหารกเ็ ชน่ เดยี วกัน ถ้าใช้ อุณหภมู ิสงู อาหารจะสกุ เร็วกวา่ ทอ่ี ณุ หภูมิต่า แต่ใน ขณะเดยี วกนั การสลายของสารอาหารหรอื สารที่มคี ุณค่า ทางอาหารสูงกจ็ ะสลายตวั เรว็ เชน่ กัน

ตวั เรง่ ปฏกิ ิรยิ าและตัวหนว่ งปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิรยิ า หมายถงึ สารท่ที าให้ปฏิกริ ิยาเกิดเร็วข้นึ เมอ่ื สิ้นสดุ ปฏกิ ริ ิยาแล้ว สารน้ันจะต้องได้ กลบั มาเทา่ เดมิ ตวั เรง่ ปฏิกิริยาจะต้องมีสว่ นร่วมในการ เกดิ ปฏิกิรยิ าเสมอ โดยอาจจะมีส่วนร่วมโดยตรง หรอื มสี ว่ นรว่ มโดยออ้ มกไ็ ด้ แตอ่ ยา่ งไรกต็ ามเม่อื สิน้ สดุ ปฏิกริ ิยาแลว้ ตัวเรง่ ปฏิกริ ยิ าจะตอ้ งไดก้ ลบั คืนมา เท่า เดมิ กระบวนการทมี่ ีการเตมิ ตัวเร่งปฏิกิริยาลงไปเรียกว่า กระบวนการคะตะลซิ ีส (catalysis)

ตัวเร่งปฏิกริ ยิ าอาจจะแบง่ เปน็ 2 ประเภทดงั น้ี ก. ตวั เรง่ ปฏิกริ ยิ าเนือ้ เดียว หมายถึง ตวั เร่งปฏิกริ ิยาท่ีอย่ใู นวัฏภาคหรืออยใู่ นสถานะเดยี วกบั สาร ตั้งต้น เช่น เป็นของแขง็ เหมือนกัน หรอื เป็นของเหลวเหมือนกนั ดังปฏกิ ิริยา 2KClO3 (s) MnO2 (s) 2KCl (s) + 3O2 (g) 2MnO4 - (aq) + 5C2O4 (aq) + 16H (aq) 2- + MnSO4 (aq) 2+ 2Mn (aq) + 8H2O (l) + 10CO2 (g) ข. ตวั เร่งปฏิกริ ยิ าเนือ้ ผสม หมายถึง ตัวเร่งปฏิกิรยิ าทีม่ วี ัฎภาคต่างจากสารตั้งต้น เชน่ เม่อื สารตงั้ ตน้ เปน็ กา๊ ซแต่ตัวเร่ง ปฏกิ ริ ยิ าของแข็ง หรือสารต้งั ตน้ เปน็ ของเหลว แตต่ ัวเรง่ ปฏกิ ริ ยิ าเป็นของแขง็ เป็นตน้ Pt 2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (l) Ni H2 (g) + C2H4 (g) C2H6 (g)

ตวั หนว่ งปฏิกิริยา หมายถงึ สารท่เี ตมิ ลงไปในปฏกิ ิรยิ าแลว้ ทาใหอ้ ตั ราการเกดิ ปฏิกริ ิยา ลดลง เมอื่ สนิ้ สุดปฏกิ ริ ิยาจะได้กลับมาเท่าเดมิ เช่น การเตมิ โซเดียมเบนโซเอตลงไป ในอาหารสาเร็จรูป จะปอ้ งกนั การ บูดเนา่ ของอาหารได้ เนือ่ งจากโซเดียมเบนโซเอตทา หนา้ ทเ่ี ปน็ ตัวขัดขวาง ทาให้ปฏิกิริยาการบูดเนา่ ของ อาหารช้าลง 3+ Fe 2H2O2 2H2O + O2 C12H22O11 + 12O2 12CO2 + 11H2O

ความดนั ความดนั จะมผี ลตอ่ ปฏกิ ริ ิยาในกรณีปฏิกิรยิ าทเ่ี ก่ยี วกับกา๊ ซ คอื เม่อื เพิม่ ความดันโมเลกุล ของกา๊ ซ จะชนกนั มากขึน้ จะ มอี ตั ราการเกิดปฏกิ ริ ิยาเร็วขึ้น

แบบฝกึ หดั หลงั เรียน https://docs.google.com/document/d/1t9q- lcmExYyUpGhbP_tK8DaIPFujjJvA7PsLzsRnSvw/edit