อัตราการเกิดปฎิกิริยาเคมี

อัตราการเกดิ ปฏิกิรยิ าเคมี : Chemistry by KruGift 1 การหาอตั ราการเกดิ ปฏกิ ิรยิ าเคมี การชนกันของ 1. ความหมายของ ปฏิกริ ิยา ปฏิกิริยา อนภุ าค อัตราการเกิดปฏิกริ ิยา ดดู ความร้อน คายความร้อน เคมี 3. พลังงานกบั ดาเนิน อตั ราการ 2. แนวคิดเก่ียวกับการ ไปของปฏิกริ ยิ าเคมี เกิดปฏกิ ริ ิยาเคมี เกดิ ปฏิกริ ยิ าเคมี สารเชิงซอ้ น 4. ปัจจัยทมี่ ผี ลต่อ พลังงาน กมั มันต์ อตั ราการเกิด ก่อกัมมนั ต์ ปฏกิ ิริยาเคมี ความเข้มข้น ตวั เร่งและตัว ของสารต้ังตัน หนว่ งปฏิกริ ิยา อณุ หภมู ิ พ้นื ที่ผวิ

อัตราการเกดิ ปฏกิ ิรยิ าเคมี : Chemistry by KruGift 2  1. ทบทวนความรเู้ ดมิ (สมการเคมี สถานะ สารตง้ั ตน้ สารผลติ ภณั ฑ์และจานวนโมล คืออะไร?) จงพิจารณาขอ้ ความตอ่ ไปนี้ นาลวดแมกนเี ซียม (Mg) ตัดเป็นชิ้นเล็กๆ หย่อนลงไปในสารละลายกรดไฮโดรคลอรกิ (HCl) พบว่า สงั เกตเหน็ ฟองแก๊สไฮโดรเจน (H2) และสารละลายแมกนีเซียมคลอไรด์ (MgCl2) 1) สมการเคมี คือ Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g) 2) สถานะของแขง็ (s) คือ ___________________________________ สถานะของเหลว (l) คือ ___________________________________ สถานะของแก๊ส (g) คือ ___________________________________ สถานะของสารละลาย (aq) คือ ___________________________________ 3) สารตัง้ ต้น คอื ___________________________________ 4) สารผลติ ภัณฑ์ คอื ___________________________________ 5) จานวนโมลของ Mg ท่ีทาปฏิกริ ยิ า คือ __________ โมล และมีจานวนกี่ _________ กรมั จานวนโมลของ HCl ท่ีทาปฏกิ ิริยา คือ __________ โมล และมีจานวนก่ี _________ กรัม จานวนโมลของ MgCl2 ทีท่ าปฏิกิริยา คอื __________ โมล และมีจานวนก่ี _________ กรัม จานวนโมลของ H2 ทท่ี าปฏิกริ ยิ า คือ __________ โมล และมีจานวนก่ี _________ กรัม จงพิจารณาขอ้ ความตอ่ ไปน้ี นักเรยี นคนหน่งึ ได้ทาการทดลองเพ่อื ศกึ ษาการเกิดปฏิกริ ิยาระหว่าง น้าสม้ สายชู (CH3COOH) กบั เบคกิง้ โซดา (NaHCO3) โดยนักเรยี นได้ออกแบบวิธีการทดลอง ดงั รปู ภาพ ผลการทดลอง พบวา่ เกิดฟองแกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์ (CO2) ทาให้ลูกโปง่ พองข้ึน และไดส้ ารละลายโซเดยี มอะซเิ ตต (CH3COONa) และนา้ (H2O) ผสมกันอยู่ภายในขวด 1) สมการเคมี คอื ___________________________________ 2) สถานะของแขง็ (s) คอื ___________________________________ ___________________________________ สถานะของเหลว (l) คอื ___________________________________ สถานะของแก๊ส (g) คอื ___________________________________ สถานะของสารละลาย (aq) คอื 3) สารต้ังตน้ คือ ___________________________________

อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ิยาเคมี : Chemistry by KruGift 3 4) สารผลิตภัณฑ์ คอื ___________________________________ 5) จานวนโมลของ CH3COOH ทท่ี าปฏิกริ ิยา คอื __________ โมล และมจี านวนกี่ _________ กรัม จานวนโมลของ NaHCO3 ทท่ี าปฏิกริ ิยา คอื __________ โมล และมีจานวนกี่ _________ กรัม จานวนโมลของ CO2 ท่ที าปฏกิ ิรยิ า คอื __________ โมล และมีจานวนกี่ _________ กรมั จานวนโมลของ CH3COONa ท่ีทาปฏิกริ ิยา คอื __________ โมล และมจี านวนก่ี _________ กรัม จานวนโมลของ H2O ท่ที าปฏกิ ริ ยิ า คือ __________ โมล และมจี านวนก่ี _________ กรมั โมล Vs กรัม  2. การสงั เกตอตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี (ปฏกิ ริ ิยาเกดิ เร็วหรอื ชา้ เราสงั เกตไดอ้ ยา่ งไร?) จงเปรียบเทียบอัตราการเกดิ ปฏิกิรยิ าเคมีระหวา่ งลวดแมกนีเซยี ม(Mg) กบั สารละลายกรดไฮโดรคลอริก(HCl) Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g) หลอดที่ 1 หลอดที่ 2 หลอดใดเกิดปฏกิ ิริยาเคมเี รว็ กวา่ _________________ สังเกตจาก________________________ อัตราการเกดิ ปฏิกริ ยิ าเคมีขา้ งต้นสามารถวดั หรือสงั เกตได้หลายวธิ ี เชน่ 1. สังเกตมวลของลวดแมกนีเซยี มทลี่ ดลง หนว่ ย กรัม (g) 2. สังเกตความเขม้ ขน้ ของสารละลาย HCl ที่ลดลง หนว่ ย โมลต่อลกู บากศเ์ ดซิเมตร (mol/dm3) 3. สงั เกตความเขม้ ขน้ ของสารละลาย MgCl2 ทีเ่ กิดขน้ึ หน่วย โมลตอ่ ลกู บากศ์เดซิเมตร (mol/dm3) 4. สงั เกตปรมิ าตรของก๊าซ H2 ท่เี กิดข้นึ หน่วย ลกู บากศเ์ ซนตเิ มตร (cm3) แตว่ ิธีท่ีสะดวกทีส่ ุดคอื วดั ปรมิ าตรของก๊าซ H2 ทเ่ี กดิ ข้นึ ทาไดโ้ ดยการนากา๊ ซทเ่ี กิดข้ึนเข้าสู่เคร่ืองวดั ปรมิ าตร สรปุ บทเรยี น - ถา้ สารเปน็ ของแข็ง (s) หาโดยการชงั่ นา้ หนัก หนว่ ย ________________ - ถา้ สารเป็นสารละลาย (aq) หาโดยตรวจสอบความเขม้ ข้น หนว่ ย ________________ - ถา้ สารเป็นแกส๊ (g) หาโดยวัดปริมาตรหรอื ความดนั หน่วย ________________

อตั ราการเกิดปฏกิ ิรยิ าเคมี : Chemistry by KruGift 4  3. ความหมายและสตู รของอตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี (อตั ราการเกิดปฏิกิริยาเคมีคอื อะไร?) จงวาดกราฟแสดงปริมาณสารกบั ระยะเวลาในการเกิดปฏิกริ ยิ าเคมี Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g) กราฟมวลลวด Mg กราฟความเขม้ ขน้ HCl กราฟปรมิ าตร H2 สรปุ บทเรยี น - การเกดิ ปฏิกิรยิ า สารตั้งต้น จะเปล่ยี นแปลง __________________ สารผลิตภัณฑ์ จะเปล่ียนแปลง __________________ เมื่อเกดิ ปฏิกิริยาเคมี สารจะเกดิ การเปล่ยี นแปลงโดยสารตั้งตน้ จะลดลง สารผลติ ภัณฑ์จะเพ่มิ ขึน้ โดย ความเรว็ ในการเปลี่ยนแปลงของสาร หรอื การเปลยี่ นแปลงของสารเมอ่ื เวลาผ่านไป จะเรียกว่า อัตราการ เกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี (Reaction Rate : R) ปรมิ าณสารทเี่ ปล่ียนไป อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี (R) = เวลา ปรมิ าณสารตงั้ ตน้ ทลี่ ดลง ปรมิ าณสารผลิตภณั ฑท์ เี่ กดิ ขนึ้ อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ า (R) = อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ า (R) = เวลา เวลา

อัตราการเกดิ ปฏิกิริยาเคมี : Chemistry by KruGift 5 เมื่อนาสาร A และสาร B มาผสมกัน แล้วเกดิ ผลติ ภัณฑ์เปน็ สาร C และ D โดยทาการวดั ปรมิ าณสารก่อนการ ทดลองและเมือ่ ผา่ นไป 5 นาที ไดผ้ ลดังนี้ สาร ก่อนการทดลอง เมือ่ ผ่านไป 5 นาที A 10 กรัม 2 กรัม B 8 กรมั 0 กรมั C 0 กรัม 10 กรัม D 0 กรมั 6 กรัม จงหาอัตราการเกดิ ปฏิกริ ยิ าของสารต่อไปน้ี ปริมาณสาร A ท่ลี ดลง Aหลงั - Aกอ่ น ∆A อัตราการเกิดปฏกิ ิริยาสาร A = เวลาท่ีใช้ = tหลัง - tกอ่ น = - ∆t = ปริมาณสาร B ท่ลี ดลง Bหลัง - Bก่อน ∆B อตั ราการเกดิ ปฏิกิริยาสาร B = เวลาท่ใี ช้ = tหลงั - tก่อน = - ∆t = ปริมาณสาร C ทเ่ี พ่ิมขึน้ Cหลงั - Cก่อน ∆B = tหลงั - tกอ่ น = + ∆t = อัตราการเกิดปฏิกิรยิ าสาร C = เวลาท่ีใช้ ปริมาณสาร D ทีเ่ พิ่มขน้ึ Dหลงั - Dกอ่ น ∆B = tหลัง - tก่อน = + ∆t = อัตราการเกิดปฏกิ ิรยิ าสาร D = เวลาท่ีใช้  5. ประเภทของอตั ราการเกดิ ปฏิกริ ยิ าเคมี (อัตราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมีมกี ่ีแบบ?) อตั ราการเกิดปฏกิ ิริยาเคมีแบง่ เปน็ 3 ประเภท คือ 1. อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเฉลยี่ (Rเฉลยี่ ) คือ การหาปริมาณการเปลี่ยนแปลงของสารทัง้ หมดเทยี บกบั เวลา ท้ังหมดทใ่ี ช้ 2. อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าชว่ งเวลาใดเวลาหนงึ่ (Rt1-t2) คือ การหาปริมาณการเปลย่ี นแปลงของสารเทียบ กบั เวลา ณ ช่วงเวลาใดเวลาหนึง่ ขณะท่ปี ฏกิ ริ ยิ ายังคงดาเนินไปอยู่

อัตราการเกิดปฏกิ ิริยาเคมี : Chemistry by KruGift 6 3. อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ า ณ จดุ เวลาใดเวลาหนง่ึ (Rt) คือ การหาปรมิ าณการเปลย่ี นแปลงของสารเทยี บ กับเวลา ณ จุดเวลาใดเวลาหนงึ่ ของปฏิกิรยิ า สามารถหาไดจ้ ากความชนั ของกราฟ วธิ ีการหาความชันของกราฟ ตัวอยา่ งที่ 1 สาร A สลายตัวดงั สมการ A → 2C ไดข้ ้อมูลดงั ตาราง เวลา (วนิ าท)ี [A] (mol/dm3) 0 3.0 2 2.6 5 2.0 7 1.6 10 1.0 หาอตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ า 1. จงหาอตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าของสาร A ในช่วง 0 – 2 วินาที ก. 0.1 ข. 0.2 ค. 0.3 ง. 0.4 2. จงหาอัตราการเกิดปฏิกริ ยิ าของ A ในชว่ ง 5 – 7 วนิ าที ก. 0.1 ข. 0.2 ค. 0.3 ง. 0.4

อัตราการเกดิ ปฏิกิรยิ าเคมี : Chemistry by KruGift 7 3. จงหาอัตราการเกดิ ปฏิกริ ยิ าของ A ในชว่ ง 7 – 10 วินาที ก. 0.1 ข. 0.2 ค. 0.3 ง. 0.4 4. จงหาอัตราการเกดิ ปฏกิ ิรยิ าของสาร A และ C ก. 0.1 , 0.2 ข. 0.2 , 0.4 ค. 0.3 , 0.6 ง. 0.4 , 0.8 ตวั อยา่ งท่ี 2 สาร X สามารถสลายตัวไดด้ งั สมการ 3X → 5Y + 6Z เมอ่ื วัดความเข้มข้นของสาร X ในขณะที่ เกดิ ปฏิกิริยาการสลายตัว พบว่าได้ข้อมูลดงั ตารางต่อไปน้ี เวลา (วนิ าท)ี [X] (mol/dm3) 0.00 1.000 5.00 0.850 10.00 0.750 15.00 0.700 20.00 0.670 หาอตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี 1. จงหาอัตราการเกดิ ปฏกิ ิรยิ าเฉลี่ยของสาร X ทช่ี ว่ งวนิ าทที ่ี 0 – 5 วนิ าที ก. 0.01 ข. 0.02 ค. 0.03 ง. 0.04 2. จงหาอัตราการเกิดปฏิกริ ยิ าเฉลี่ยของสาร X ทชี่ ่วงวนิ าทที ่ี 5 – 10 วินาที ก. 0.01 ข. 0.02 ค. 0.03 ง. 0.04

อัตราการเกิดปฏิกริ ยิ าเคมี : Chemistry by KruGift 8 3. จงหาอตั ราการเกิดปฏิกริ ยิ าเฉลย่ี ของสาร Z ในช่วงวินาทีท่ี 15 -20 วินาที ก. 0.006 ข. 0.012 ค. 0.024 ง. 0.048 4. จงหาอตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเฉลีย่ ของ X, Y, Z ก. 0.0165 0.0275 0.033 ข. 0.0165 0.0275 0.066 ค. 0.0250 0.4170 0.201 ง. 0.0250 0.4170 0.460 5. จงหาอตั ราเรว็ เฉล่ยี ของปฏกิ ริ ยิ าน้ี ก. 5.5 x 10-3 ข. 6.8 x 10-4 ค. 9.6 x 10-4 ง. 3.7 x 10-5

อัตราการเกิดปฏกิ ริ ิยาเคมี : Chemistry by KruGift 9  6. การหาอตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมีแตล่ ะตวั ในสมการเคมี (สมการเคมบี อกอะไรเราบ้าง?) เม่อื นาสารต้งั ต้น A และ B มาผสมแล้วเกิดผลิตภัณฑเ์ ป็นสาร C และ D ดงั สมการทดี่ ลุ แลว้ ดงั น้ี aA + bB → cC + dD ความรู้เร่ือง ปรมิ าณสารสมั พันธ์ จานวนโมลสาร A จานวนโมลสาร B จานวนโมลสาร C จานวนโมลสาร D === abcd เมอื่ นาเวลาที่เกิดปฏกิ ริ ยิ า (∆t) ไปหาร จานวนโมลสาร A จานวนโมลสาร B จานวนโมลสาร C จานวนโมลสาร D === a x ∆t b x ∆t c x ∆t d x ∆t จะได้ความสัมพันธ์ อตั ราการลดลงสาร A อตั ราการลดลงสาร B อัตราการลดลงสาร C อัตราการลดลงสาร D === abcd RA = RB = RC = RD abcd สรปุ บทเรยี น คา่ อัตราเร็วของสารแตล่ ะตัว Vs คา่ อตั ราเร็วเฉลย่ี ของปฏกิ ิริยา มคี า่ ไมเ่ ท่ากนั ยกตัวอยา่ งการคานวณอตั ราการเกดิ ปฏกิ ิรยิ าเคมี A + 3B → 2C + 4D สมการเคมี A + 3B → 2C + 4D อตั ราเรว็ ของสาร ∆A ∆B ∆C ∆D RA = - ∆t RB = - ∆t RC = + ∆t RD = + ∆t คา่ อัตราเรว็ เฉลีย่ ของปฏกิ ริ ิยา ∆A ∆B ∆C ∆D Rเฉล่ีย = -1x∆t = -3x∆t = +2x∆t = +4x∆t

อตั ราการเกดิ ปฏิกิรยิ าเคมี : Chemistry by KruGift 10  7. ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งอตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมีกบั สมการเคมี 1. แมกนเี ซียมไนไตรด์ ทาปฏกิ ิรยิ ากบั นา้ เกดิ แมกนีเซียมออกไซด์กับแก๊สแอมโมเนีย ถ้าอตั ราการเกิดปฏกิ ริ ิยา ของแมกนีเซียมออกไซด์ เท่ากับ 1.2 x 10-3 mol/dm3.s อัตราการเกดิ ปฏิกิรยิ าของ NH3 เป็นก่ี mol/dm3.s 1. 4 x 10-4 2. 8 x 10-4 3. 1.2 x 10-3 4. 1.6 x 10-3 2. ในการศกึ ษาอัตราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ า 2A + 3B  C ได้ขอ้ มูลดงั ตาราง จงเติมความเข้มขน้ ในชอ่ งว่าง เวลา (นาท)ี [A] (mol/dm-3) [B] (mol/dm-3) [C] (mol/dm-3) 0 10 20 0 2 …………………… 15.5 ………………….. 4 ………………….. ………………….. 2.5 6 4 ………………….. …………………..

อัตราการเกดิ ปฏิกริ ิยาเคมี : Chemistry by KruGift 11  1. ทฤษฎกี ารชน (Collision Theory) มีหลักทั่วไปกล่าวว่า 1. ___________________________________________________________________ 2. ___________________________________________________________________ 3. ___________________________________________________________________ จากปฏิกริ ยิ า H2(g) + I2(g) 2HI(g) การชนกันแบบใด จะมโี อกาสเกิดปฏกิ ริ ิยาไดม้ ากกวา่ ___________ เพราะ_____________________ _______________________________________________________________________ ในทางปฏิบตั ิพบวา หลาย ๆ กรณปี ฏกิ ริ ยิ าไมไดเกดิ ข้ึนเพราะการชนกนั แตเพยี งอยางเดียวจากการ ทดลองและคานวณพบวา จานวนครง้ั ของการชนกันทีไ่ ดผลเปนเพียงเศษสวนนอยมากของจานวนครง้ั ของการชน กันทงั้ หมด การชนกันทไี่ ดผ้ ลมเี พียง 1 ใน 107 คร้ังเทาน้ันโดยประมาณ  2. พลงั งานก่อกัมมนั ต์ (Ea) พลังงานก่อกมั มันตเ์ ป็นคา่ ทไ่ี ด้จากการทดลอง หมายถึงคา่ พลังงานจานวนน้อยทีส่ ุดทไี่ ด้จากการชนกนั แลว้ ทาให้เกดิ ปฏกิ ิริยา เปรยี บเทยี บกับกบข้ามกาแพง เม่อื ความสูงของกาแพงคอื พลังงานกอ่ กัมมันต์แลว้ กบที่มพี ลังงานในการ กระโดดอย่างน้อยทส่ี ดุ เทา่ กบั ความสงู ของกาแพง(พลงั งานกอ่ กัมมนั ต์)จึงจะสามารถข้ามกาแพงน้นั ไปได้ ในการพิจารณาการเกิดปฏกิ ิริยาจะเกดิ ขึน้ มากหรือนอ้ ยขนึ้ อยกู่ ับจานวนอนุภาคทม่ี พี ลงั งานสงู พอและค่าพลังงาน กอ่ กมั มนั ต์ กลา่ วคอื เมื่อจานวนอนภุ าคทมี่ พี ลงั งานสงู กว่าพลงั งานกอ่ กมั มนั ต์มีมาก(จานวนกบท่ีมพี ลงั งานมาก) โอกาสในการเกดิ ปฏิกิริยากจ็ ะมีมากขึ้นดว้ ย(ขา้ มกาแพงได้มาก) และเมอ่ื พลงั งานกอ่ กมั มนั ตต์ า่ (กาแพงเตยี้ ๆ) ก็ จะทาใหม้ ีจานวนอนภุ าคทีม่ พี ลงั งานสงู กว่าพลังงานกอ่ กัมมนั ต์มจี านวนเพิม่ ขนึ้ จึงมีโอกาสเกิดปฏิกิรยิ าไดม้ ากขึ้น ดว้ ย

อตั ราการเกิดปฏกิ ริ ิยาเคมี : Chemistry by KruGift 12 ดงั นนั้ การชนทจ่ี ะเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าไดน้ น้ั ตอ้ งเปน็ การชนทมี่ ที ิศทางเหมาะสมและมพี ลงั งานมากพอ (อยา่ งนอ้ ยเทา่ กบั พลงั งานกอ่ กมั มนั ต์)  3. ทฤษฎสี ารเชงิ ซอ้ นกมั มนั ต์ หรอื ทฤษฎีสภาวะแทรนซชิ นั (Transition State Theory) เป็นการขยายความคิดเรือ่ งทฤษฎีการชน อธิบายวา่ หลังจากเกดิ การชนจนมีพลงั งานมากพอแลว้ จะตอ้ ง มีการเปลี่ยนแปลงบางอยา่ งทพ่ี ันธะ โดย___________________________________________ เกดิ เป็นสารเชงิ ซ้อน เรยี กว่า ____________________ ซ่ึงสภาวะทเ่ี กิดสารเชิงซ้อนกมั มนั ต์นี้ เรยี กวา่ สภาวะทรานซชิ นั ลกั ษณะของสารเชิงซอ้ นกัมมันต์  ไมใ่ ชส่ ารตัง้ ต้นและไม่ใช่ผลิตภณั ฑ์  ไม่เสถียร  อาจเปลยี่ นเป็นผลติ ภัณฑไ์ ด้ เมื่อมีพลงั งานพอ หรอื กลับเปน็ สารต้งั ต้นกไ็ ดเ้ ม่ือพลังงานไมพ่ อ

อตั ราการเกดิ ปฏกิ ิรยิ าเคมี : Chemistry by KruGift 13 ปฏิกิริยาดาเนินได้ 2 แบบ คอื 1. ปฏกิ ริ ยิ าแบบดดู ความรอ้ น คอื _________________________________________________ จากกราฟ a สามารถหาพลังงานท่ดี ดู เข้าไปได้จาก ΔH = พลงั งานผลติ ภัณฑ์ – พลงั งานสารต้ังต้น = E3 – E1 น่ันคือ พลังงานของผลติ ภณั ฑ์มคี ่า มากกวา่ พลังงาน ของสารตง้ั ตน้ ΔH มีค่า __________ 2. ปฏกิ ริ ยิ าแบบคายความรอ้ น คอื ปฏิกริ ิยาที่คายความร้อนออกมา เพื่อสร้างพนั ธะ จากกราฟ a สามารถหาพลังงานทด่ี ูดเข้าไปได้จาก ΔH = พลังงานผลิตภัณฑ์ – พลังงานสารตั้งต้น = E3 – E1 น่ันคอื พลังงานของผลติ ภณั ฑม์ คี ่า นอ้ ยกวา่ พลงั งาน ของสารตง้ั ต้น ΔH มคี า่ __________

อัตราการเกิดปฏิกริ ยิ าเคมี : Chemistry by KruGift 14 แบบฝกึ หดั คา่ ตา่ งๆของปฏกิ ริ ยิ าดดู และคายความรอ้ น 1. ปฏกิ ริ ยิ าไปขา้ งหนา้ ปฏิกิริยาย้อยกลับ 1. ปฏกิ ิรยิ านี้เปน็ ปฏกิ ิรยิ า _______________ 1. ปฏิกิริยานี้เปน็ ปฏิกริ ิยา _______________ 2. ปฏิกริ ิยานมี้ ี 4 ขัน้ ตอน คอื 2. ปฏิกิริยานีม้ ี 4 ขน้ั ตอน คอื ขน้ั 1 _______________ ข้นั 1 _______________ ข้ัน 2 _______________ ขน้ั 2 _______________ ขน้ั 3 _______________ ขั้น 3 _______________ ขั้น 4 _______________ ขั้น 4 _______________ 3. ขน้ั กาหนดหรอื ข้นั ควบคุมปฏกิ ริ ยิ าคอื ขั้น 3. ข้นั กาหนดหรือข้นั ควบคมุ ปฏกิ ิริยาคือ ขัน้ _______________ _______________ 4. เรยี งลาดบั การเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าจากเรว็ ไปช้าได้ดงั นี้ 4. เรยี งลาดบั การเกิดปฏิกริ ยิ าจากเร็วไปช้าได้ดงั นี้ ______________________________ ______________________________

อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี : Chemistry by KruGift 15 2. 1. จากปฏิกิริยาไปขา้ งหนา้ ขน้ั ท่ี 1 มีคา่ Ea = ______________________________ 2. จากปฏกิ ริ ยิ ายอ้ ยกลบั ข้ันท่ี 2 มคี า่ Ea = ______________________________ 3. ขัน้ ควบคุมอตั ราเรว็ ของปฏิกิริยาไปขา้ งหน้าคอื ข้นั ท่ี ______ และข้นั นเี้ ปน็ ขนั้ ทป่ี ฏิกิริยาดดู ความร้อน หรอื คายความรอ้ นเทา่ ใด ______________________________ 4. ปฏิกิริยาน้ดี ูด หรอื คายความร้อนเท่าใด ______________________________ 5. ปฏกิ ิริยาย้อนกลบั มีพลังงานกระตุน้ เท่าใด ______________________________ 3. 1. รปู ท่ี 1 เป็นปฏิกริ ิยา ________________ รปู ที่ 2 เปน็ ปฏกิ ริ ิยา ________________ 2. รปู ใดเกิดปฏกิ ริ ยิ าเร็วกวา่ กัน________________ เพราะ ________________ 3. รปู ใดผลติ ภัณฑจ์ ะเสถยี รกวา่ ________________ เพราะ ________________

อตั ราการเกิดปฏกิ ริ ิยาเคมี : Chemistry by KruGift 16 1 ความเขม้ ข้นของสารตงั้ ตน้ กรณที ่ีสารตั้งต้นเป็นสารละลาย ถา้ สารต้งั ต้นมคี วามเข้มขน้ มาก จะเกดิ ปฏิกิรยิ า____________ เนื่องจาก _______________________________________________ ในทางตรงกนั ขา้ มถา้ เราเพ่มิ ปริมาตรของสารละลาย โดยความเข้มข้นเท่าเดมิ อตั ราการเกิดปฏกิ ิรยิ าจะเทา่ เดมิ 12 พืน้ ทีผ่ ิว กรณีทสี่ ารตง้ั ตน้ มสี ถานะเปน็ ของแข็ง สารท่ีมพี น้ื ทีผ่ ิวสัมผัสมาก(ทาใหข้ นาดเลก็ ลง) จะทาปฏิกริ ิยา ได้_________________ เน่ืองจาก __________________________________________ ใชพ้ จิ ารณากรณที สี่ ารตงั้ ต้น มสี ถานะของแข็ง ดังภาพ 13 อุณหภมู ิ อณุ หภมู ิสูง ปฏิกิรยิ าเคมีเกิดได้_________ อุณหภมู ติ ่า เน่อื งจาก เม่อื อุณหภูมิสูงขึ้นจะทาให้อนุภาค มพี ลงั งานจลน์สูงขึน้ และเกิดการชนกนั เกิดเปน็ สารใหมม่ จี านวนเพิม่ ขึน้ จึงทาใหก้ ารเกิดปฏกิ ริ ยิ าเรว็ ข้ึน

อตั ราการเกิดปฏกิ ริ ิยาเคมี : Chemistry by KruGift 17 14 ตวั เรง่ และ ตัวหน่วง ตวั เรง่ ปฏกิ ริ ยิ า หมายถงึ สารเคมีทีช่ ่วยทาให้อัตราการเกดิ ปฏิกริ ยิ าเร็วขนึ้ เนอ่ื งจากตัวเรง่ จะ ชว่ ย_____________________________ ซึง่ ช่วยปรับกลไกในการเกดิ ปฏกิ ริ ิยาให้เหมาะสมกว่าเดมิ (จับให้อนภุ าคชน ถกู ทศิ ทาง ) โดยจะเข้าไปช่วยตั้งแตเ่ รมิ่ ปฏิกิริยาแตเ่ มอ่ื สน้ิ สดุ ปฏกิ ริ ิยาจะกลบั มาเป็นสารเดิม ตวั หนว่ งปฏกิ ริ ยิ า หมายถงึ สารเคมที ีช่ ว่ ยทาให้อัตราการเกิดปฏกิ ริ ยิ าชา้ ลง เนอ่ื งจากตวั หน่วงจะ ช่วย_____________________________ ซง่ึ ชว่ ยปรับกลไกในการเกดิ ปฏกิ ริ ิยาให้ไม่เหมาะสมกว่าเดิม (ขัดขวางการชน ของอนภุ าค ) โดยจะเข้าไปช่วยต้งั แตเ่ รมิ่ ปฏิกริ ิยาแต่เม่ือสิ้นสุดปฏิกิริยาจะกลับมาเป็นสารเดมิ จงพิจารณาว่าขอ้ ใดถกู หรอื ผิด _____5.1 การชนในทศิ ทางที่เหมาะสมจะช่วยใหอ้ ตั ราการเกดิ ปฏกิ ิรยิ าเคมเี พ่ิมมากข้ึน _____5.2 ปฏิกริ ยิ าใดท่ีมคี ่าพลงั งานก่อกัมมันตต์ ่าจะมีอตั ราการเกดิ ปฏิกริ ิยาเคมีมากกว่าปฏิกิรยิ าท่ีมีพลงั งาน กอ่ กมั มนั ตส์ งู _____5.3 สารท่มี คี วามเข้มข้นมาก จะมอี ตั ราการเกิดปฏกิ ริ ิยาเคมสี งู กวา่ สารที่มคี วามเข้มข้นนอ้ ย _____5.4 การเพม่ิ ปริมาตรของสารทาใหโ้ อกาสการชนของอนภุ าคลดลง _____5.5 การเพมิ่ อุณหภูมิทาใหพ้ ลังงานก่อกมั มนั ต์ของปฏิกริ ิยาลดลง _____5.6 อัตราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าของโลหะแมกนีเซยี มทเ่ี ป็นผงจะมคี ่ามากกว่าเปน็ แผน่ เมอ่ื มีปรมิ าณเท่ากนั _____5.7 ตัวเร่งจะช่วยให้ปฏกิ ิริยาเกดิ เรว็ ขนึ้ โดยการลดค่า Ea _____5.8 ตัวเร่งทาให้พลงั งานจลน์ของอนภุ าคเพ่ิมมากขึ้น _____5.9 สารมธั ยนั ต์ (intermediate) คือสารที่เกิดระหว่างปฏกิ ิริยา _____5.10 ตวั ยับย้ังปฏิกริ ยิ าเคมี ทาให้ค่า Ea เพิม่ มากขึ้น

อัตราการเกดิ ปฏกิ ิริยาเคมี : Chemistry by KruGift 18 สมการกฎอตั ราคอื สมการแสดงความสัมพันธ์ระหว่างอตั ราการเกดิ ปฏกิ ิรยากับความเขม้ ขน้ เร่ิมต้นของสารตัง้ ตน้ สาหรับปฏิกริ ิยาทวั่ ไป aA + bB -----------> cC + dD กฎอตั ราจะเปน็ ดงั นี้ r = k [A]x[B]y ถ้าทราบคา่ ของ k, x และ y เราก็สามารถใชก้ ฎอัตราในการคานวณอัตราการเกดิ ปฏิกิริยาจากความ เข้มข้นของ A และ B ที่กาหนดให้ได้ คา่ ของ k, x และ y จะหาไดจ้ ากการทดลอง ผลรวมของเลขชก้ี าลังของ ความเข้มข้นของสารตัง้ ต้นในกฎอตั รา (x + y + ...) เรยี กวา่ อนั ดบั รวมของปฏกิ ริ ยิ า (overall reaction order) สาหรับกฎอตั ราข้างตน้ อันดบั รวมของปฏิกริ ิยา คือ x + y ตัวอยา่ ง สมการปฏกิ ริ ยิ า A + B → C มอี ัตราการเกดิ ปฏิกิรยิ าท่ีขึน้ กบั ความเข้มข้นเร่ิมต้นของสาร A และ B ดงั ตาราง การทดลองที่ [A] (mol/dm3) [B] (mol/dm3) อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ า (mol/dm3.min) 1 1.0 1.0 0.15 2 2.0 1.0 0.30 3 3.0 1.0 0.45 4 1.0 2.0 0.15 วธิ คี ดิ จงเขยี นสมการแสดงกฎอตั รา ......................................................................................... ปฏกิ ริ ิยานีเ้ ปน็ ปฏกิ ริ ิยาอันดบั ......................................................................................... ความเข้มข้นเรม่ิ ต้นของสารใดมีผลต่ออตั ราการเกดิ ปฏิกริ ยิ ามากกวา่ ................................................. จงหาค่าคงทอ่ี ัตรา…………………………………………………………….. ค่าคงท่ีอัตราจะเปล่ยี นแปลงเมอื่ ปัจจยั ใดเปล่ยี นแปลง ……………………………………………………………..

อตั ราการเกิดปฏกิ ิรยิ าเคมี : Chemistry by KruGift 19 Ex 1 ปฏกิ ริ ิยา 2A + B → C มีอัตราการเกดิ ปฏิกริ ยิ าท่ีขน้ึ กบั ความเขม้ ข้นเริม่ ตน้ ของสาร A และ B ดงั ตาราง การทดลองที่ [A] (mol/dm3) [B] (mol/dm3) อัตราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ า (mol/dm3.min) 1 0.20 0.10 20 2 0.20 0.20 10 3 0.10 0.10 80 4 0.30 0.10 …….. วธิ คี ดิ จงเขยี นสมการแสดงกฎอัตรา ......................................................................................... ปฏิกิรยิ านี้เปน็ ปฏิกริ ิยาอันดบั ......................................................................................... ความเข้มขน้ เรม่ิ ตน้ ของสารใดมผี ลตอ่ อัตราการเกดิ ปฏิกริ ยิ ามากกวา่ ................................................. จงหาค่าคงที่อัตรา…………………………………………………………….. คา่ คงที่อัตราจะเปลี่ยนแปลงเมื่อปัจจัยใดเปลยี่ นแปลง …………………………………………………………….. Ex 2 NO + 1 → NOCl 2Cl2 [NO] (mol/dm3) [Cl2] (mol/dm3) อัตราการเกิด NOCl (mol/dm3.s) 0.1 0.1 1.43 x 10-6 0.2 2.86 x 10-6 0.1 0.2 11.44 x 10-6 0.2 วธิ คี ดิ จงเขียนสมการแสดงกฎอตั รา ......................................................................................... ปฏกิ ริ ิยาน้เี ปน็ ปฏกิ ริ ิยาอนั ดบั ......................................................................................... ความเข้มข้นเริ่มตน้ ของสารใดมีผลตอ่ อัตราการเกิดปฏิกริ ยิ ามากกว่า ................................................. จงหาคา่ คงที่อัตรา…………………………………………………………….. ค่าคงที่อัตราจะเปลี่ยนแปลงเมอ่ื ปัจจยั ใดเปลี่ยนแปลง ……………………………………………………………..

อัตราการเกดิ ปฏิกริ ิยาเคมี : Chemistry by KruGift 20 Ex 3 2NO + 2H2 → 2H2O + N2O [NO](mol/dm3) [H2](mol/dm3) อตั ราเร็วของปฏกิ ิริยา (mol/dm3.s) 1.00 1.00 3.5 x 10-5 1.20 1.20 5.0 x 10-5 0.08 0.08 1.8 x 10-5 1.00 2.00 7.0 x 10-5 2.00 1.00 1.4 x 10-4 วธิ คี ดิ จงเขยี นสมการแสดงกฎอัตรา ......................................................................................... ปฏกิ ริ ยิ านีเ้ ปน็ ปฏิกริ ยิ าอันดบั ......................................................................................... ความเข้มขน้ เร่มิ ต้นของสารใดมผี ลตอ่ อตั ราการเกิดปฏิกริ ยิ ามากกวา่ ................................................. จงหาคา่ คงท่อี ัตรา…………………………………………………………….. คา่ คงท่อี ัตราจะเปลย่ี นแปลงเมอื่ ปจั จัยใดเปลย่ี นแปลง ……………………………………………………………..