เสนอ อาจารย์ ย์�พดี� สมร

จ�ดีทำ�าโดีย์ นางสาวม�ณฑนา หอมลา

ชั้��นม�ธย์มศึ�กษาปี"ทำ�# 5/1 เลขทำ�# 8ผลงานชั้&�นน��เปี'นส(วนหน�#งของว&ชั้า ว&ทำย์าศึาสตรเพ&#มเต&ม ( เคม� )( ว. )

ภาคเร�ย์นทำ�# 2 / 2550

โรงเร�ย์นนนทำบุ�ร�พ&ทำย์าคม

คำ��นำ��

ผ-.จ�ดีทำ�าไดี.ทำ�างานชั้&�นน��ข��นมาเน0#องจากม�จ�ดีปีระสงคว(าน(าจะทำ�าทำ�าอะไรม�สามารถให.ความร- .และสามารถพกพาไปีไหนไดี.สะดีวกจ�งไดี.ทำ�าหน�งส0อม0อข��นมาโดีย์ภาย์ในหน�งส0อเล(มน�� จะม�เน0�อหาความร- .เก�#ย์วก�บุเน0�อหาว&ชั้าเคม�ทำ�#เราไดี.เร�ย์นในชั้��นม�ธย์มศึ�กษาปี"ทำ�# 5 มาทำ�าให.เราไดี.ร�บุปีระโย์ชั้นไดี.เปี'นส(วนหน�#งและเปี'นเอกสารปีระกอบุการเร�ย์นการสอนไดี.ให.แก(น�กเร�ย์นหร0อคนทำ�#สนใจในว&ชั้าน��ไดี.มาศึ�กษาเพ&#มเต&มผ-.จ�ดีทำ�าหว�งเปี'นอย์(างย์&#งว(าหน�งส0อเล(มน�� คงม�ปีระโย์ชั้นไม(มากก5น.อย์หากม�ข.อผ&ดีพลาดีปีระการใดีต.องขออภ�ย์มา ณ. ทำ�#น��ดี.วย์.

นางสาวม�ณฑนา หอมลา

ผ-.จ�ดีทำ�า

อั�ตร�ก�รเก�ดปฏิ�ก�ร�ย�

ความหมาย์ของอ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าเคม�

อั�ตร�ก�รเก�ดปฏิ�ก�ร�ย�เคำมี� หมาย์ถ�ง ปีร&มาณสารต��งต.นทำ�#หาย์ไปีต(อหน�#งหน(วย์เวลา หร0อปีร&มาณผล&ตภ�ณฑทำ�#เก&ดีข��นต(อหน�#งหน(วย์เวลา เข�ย์นความส�มพ�นธดี�งกล(าวไดี.ว(า x + A ------   y  + B

อั�ตร�เร�วเฉลี่��ย หมาย์ถ�ง อ�ตราเร5วโดีย์เฉล�#ย์  ต��งแต(เร&#มต.น จนปีฏิ&ก&ร&ย์าเก&ดีข��นในชั้(วงเวลาหน�#ง  เชั้(น  อ�ตราเร5วเฉล�#ย์ในชั้(วง 10

ว&นาทำ� (หาไดี.จากการทำดีลอง) อั�ตร�เร�ว ณ เวลี่�หนำ��ง  หมาย์ถ�ง อ�ตราเร5วของปีฏิ&ก&ร&ย์าทำ�#ต�าแหน(งใดีต�าแหน(งหน�#ง  เชั้(น  อ�ตราเร5ว ณ 10 ว&นาทำ� (หาจากค(าความชั้�นของกราฟระหว(างปีร&มาณสารก�บุเวลา)

อ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าเคม� = ปีร&มาณของสารต��งต.นทำ�#ลดีลงหร0อเปีล�#ย์นแปีลงไปี

ระย์ะเวลาทำ�#เก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าหร0อเก&ดีการเปีล�#ย์นแปีลง

ปีร&มาณของผล&ตภ�ณฑทำ�#เก&ดีข��นหร0อเปีล�#ย์นแปีลงไปี อ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าเคม� =

ระย์ะเวลาทำ�#เก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าหร0อเก&ดีการเปีล�#ย์นแปีลง

ก�รเปลี่��ยนำแปลี่งขอังส�รในำขณะเก�ดปฏิ�ก�ร�ย�ในขณะทำ�#เก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์า สารต��งต.น ผล&ตภ�ณฑสารต��งต.นจะลดีลงส(วนสารผล&ตภ�ณฑจะเพ&#มข��น สมมต&ปีฏิ&ก&ร&ย์า 2A + B c + 2D ปีร&มาณสารม�การเปีล�#ย์นแปีลงดี�งกราฟ

ปีร&มาณสาร

สารผล&ตภ�ณฑ

สารต��งต.นเวลา

ข.อส�งเกต การเปีล�#ย์นแปีลงของสารต��งต.นและผล&ตภ�ณฑตอนแรกจะเปีล�#ย์นแปีลงอย์(างรวดีเร5ว แล.วจะค(อย์ชั้.าลงเม0#อเวลาผ(านไปีนานข��น

ก�รว�ดอั�ตร�ก�รเก�ดปฏิ�ก�ร�ย�เน0#องจากในขณะเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าปีร&มาณสารต��งต.นจะลดีลง ส(วนปีร&มาณของสารผล&ตภ�ณฑจะเพ&#มข��น โดีย์ปีร&มาณสารทำ�#เปีล�#ย์นไปีอาจหมาย์ถ�ง มวลสาร ปีร&มาณของสาร ความเข.มข.นของสาร นอกจากน��สมบุ�ต&ทำ�#เปีล�#ย์นไปีบุางปีระการของสารก5สามารถน�ามาใชั้.ในการว�ดีอ�ตรา

การเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าไดี. เชั้(น ความเข.มของส� ค(า pH การน�าไฟฟ:าก5ไดี. ถ.าสมการทำ�#วไปีเปี'นดี�งน�� aA + bB cC +

dD อ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าม�ค(าดี�งน��

R =

หร0อ R =

เม0#อ K ค0อ ค(าคงทำ�#ของอ�ตรา ค0อ ความเข.มข.นในหน(วย์ Mol/dm3

m,n เปี'นต�วเลขใดี ๆ ก5ไดี.ซึ่�#งหาไดี.จากผลการทำดีลองเทำ(าน��น ซึ่�#งอาจเทำ(าก�บุ a ,b หร0อไม(เทำ(าก5ไดี.

m +n เร�ย์กว(า อ�นดี�บุของปีฏิ&ก&ร&ย์า (Order of Reaction)

ถ.าเลขย์กก�า ล�งของสารใดีเปี'น 0 แสดีงว(าอ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าไม(ข��นก�บุความเข.มข.นของสารน��น

ปี=จจ�ย์ทำ�#ควบุค�มอ�ตราเร5วของปีฏิ&ก&ร&ย์าไดี.แก(- ความถ�#ของการชั้นก�น

- จ�านวนคร��งของการชั้นก�นทำ�#จะก(อให.เก&ดีผลผล&ตไดี. เพราะการชั้นก�นบุางคร��งไม(ไดี.เก&ดีผลผล&ต)

- การจ�ดีทำ&ศึการชั้นก�นของสารต��งต.น - พล�งงานการ

ชั้นต.องม�ค(า พล�งงานก(อก�มม�นต (Ea) ซึ่�#งข��นโดีย์ตรงก�บุพล�งงานของสารต��งต.น

*พล�งงานก(อก�มม�นต (Activation Energy: Ea) หมาย์ถ�ง พล�งงานจ�านวนน.อย์ทำ�#ส�ดีทำ�#สารเคม�จะต.องสะสมไว.เพ0#อเปีล�#ย์นสารต��งต.นไปีเปี'นสารใหม(ระหว(างทำ�#อน�ภาคม�การชั้นก�น ปีฏิ&ก&ร&ย์าทำ�#ม�ค(า E ต�#าเก&ดีง(าย์เก&ดีเร5ว ถ.าค(า E ส-งจะเก&ดีย์ากเก&ดีชั้.า ซึ่�#งสารแต(ละชั้น&ดีจะม�พล�งงานก(อก�มม�นตไม(เทำ(าก�น

การเปีล�#ย์นแปีลงพล�งงานของสารในระหว(างการดี�าเน&นไปีของปีฏิ&ก&ร&ย์า ม� 2 แบุบุ ค0อ 1.  ปีฏิ&ก&ร&ย์าดี-ดีความร.อน  พล�งงานของสารผล&ตภ�ณฑจะม� Ep (พล�งงานศึ�กย์ของสารผล&ตภ�ณฑ) ส-งกว(าพล�งงานของสารต��งต.นซึ่�#งม�ค(า Er 2.

ปีฏิ&ก&ร&ย์าคาย์ความร.อน  พล�งงานของสารผล&ตภ�ณฑจะม� Ep

(พล�งงานศึ�กย์ของสารผล&ตภ�ณฑ) ต�#ากว(าพล�งงานของสารต��งต.นซึ่�#งม�ค(า Er

ข!อัส�งเกตก�รนำ��กฎอั�ตร�ไปใช้!1. ต.องม�ข.อม-ลเปี'นผลการทำดีลองมาให.โดีย์การก�าหนดีความเข.ม

ข.น / ปีร&มาณสารต��งต.นมาให. และก�า หนดีอ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าจากการทำดีลองแต(ละคร��งมาให. ( ถ.าไม(ก�าหนดีอ�ตรามาให.อาจต.องค�า นวณหาเอง โดีย์ค&ดีจากปีร&มาณสารทำ�#เปีล�#ย์นแปีลงในหน�#งหน(วย์เวลา )

2. เข�ย์นสมการแสดีงอ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าในร-ปีของกฎอ�ตราโดีย์ค&ดีค(าเลขย์กก�าล�งค0อค(าของ m , n ไว.

3. หาค(า m , n โดีย์น�าข.อม-ลแสดีงการทำดีลองจากข.อ 1 มาค�านวณหา

4. ถ.าโจทำย์ต.องการให.หาอ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าจากข.อม-ลใหม(ทำ�#ก�าหนดีซึ่�#งไม(ใชั้(ผลการทำดีลองทำ�#ม�อย์-(เดี&ม ให.หาค(า K แล.วน�าไปีแทำนค(าในสมการกฎอ�ตราในข.อ 2 ( เพ0#อหาอ�ตราตามเง0#อนไขใหม(ตามทำ�#โจทำย์ก�าหนดี

ต�วอัย%�งปีฏิ&ก&ร&ย์าระหว(างสารละลาย์ A ก�บุสารละลาย์ B เปี'นดี�งน��A+B C

การทำดีลองคร��งทำ�#

ความเข.มข.นของสารละลาย์ ( mol/dm3 )

อ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์า

mol/dm3.sสาร A สาร B1 0.1 0.1 0.52 0.1 0.2 1.03 0.2 0.2 2.0

1. จงเข�ย์นสมการแสดีงอ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าน��2. ถ.าสาร A และสาร B เข.มข.น 0.3 และ 0.4 mol/dm3 ตาม

ล�าดี�บุอ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าน��จะเปี'นเทำ(าไร

ว�ธี�คำ�ดจากการทำดีลองทำ�# 1 และ 2 ความเข.มข.นของสาร A คงทำ�# แต(

ความเข.มข.นของสาร B เพ&#มข��นเปี'น 2 เทำ(า อ�ตราก5เพ&#มข��นจากเดี&ม 2 เทำ(า แสดีงว(าอ�ตราข��นก�บุความเข.มข.นของสาร B ย์กก�าล�ง 1

จากการทำดีลองทำ�# 2 และ 3 ความเข.มข.นของสาร B คงทำ�# แต(ความเข.มข.นของสาร A เพ&#มข��นเปี'น 2 เทำ(า อ�ตราก5เพ&#มข��นจากเดี&ม 4 เทำ(า แสดีงว(าอ�ตราข��นก�บุความเข.มข.นของสาร A ย์กก�าล�ง 2

ดี�งน��นจะไดี.ว(า R = KA2 B จากการทำดีลองทำ�# 1 เม0#อน�าความเข.มข.นของสาร A สาร B และอ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์ามาแทำนในสมการทำ�#

ดี�งน��น K = 500

เม0#อน�าความเข.มข.นของสาร A และสาร B แทำนลงในสมการแสดีงอ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าจะไดี.อ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าใหม(ดี�งน�� R = 5000.32 0.4

= 18.0 mol/dm3.s

ร'ปกร�ฟที่��นำ%�สนำใจ1.กราฟแสดีงอ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าคงทำ�# อ�ตรา

เวลา

2.กราฟแสดีงอ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าไม(ข��นก�บุความเข.มข.นของสารต��งต.น

ความเข.มข.นของสารต��งต.น

เวลา

3.กราฟแสดีงอ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าข��นก�บุความเข.มข.นของสารต��งต.น (ม�การเปีล�#ย์นแปีลงเม0#อความเข.มข.นของสารต��งต.นเปีล�#ย์นไปี)

ปีร&มาณสารต��งต.น

เวลา

4.กราฟระหว(างผล&ตภ�ณฑก�บุเวลา

ปีร&มาณสารผล&ตภ�ณฑ

เวลา

5.กราฟระหว(างอ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าก�บุความเข.มข.นของผล&ตภ�ณฑ

อ�ตรา

ผล&ตภ�ณฑ

ป+จจ�ยที่��มี�อั�ที่ธี�พลี่ต%อัอั�ตร�ก�รเก�ดปฏิ�ก�ร�ย�1.คำว�มีเข!มีข!นำขอังส�รต�-งต!นำ ในกรณ�ทำ�#สารต��งต.นเปี'น

สารละลาย์ ย์&#งสารละลาย์น��นม�ความเข.มข.นมากข��นอ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าจะเร5วข��นเน0#องจากม�จ�านวนอน�ภาคของต�วถ-กละลาย์มากข��นจะชั้นก�นบุ(อย์มากข��น

แต(การเพ&#มปีร&มาตรของสารละลาย์โดีย์ความเข.มข.นเทำ(าเดี&มอ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าจะเทำ(าเดี&ม 2.อั.ณหภู'มี�การทำ�#อ�ณหภ-ม&ของสารต��งต.นเพ&#มข��นอ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าจะเพ&#มข��น เน0#องจากเม0#ออ�ณหภ-ม&ส-งข��น โมเลก�ลของสารจะม�พล�งงานจลนส-งข��น เคล0#อนทำ�#เร5วข��นจ�งชั้นก�นบุ(อย์มากข��น ส�ดีทำ.าย์ก5จะม�จ�านวนโมเลก�ลทำ�#ม�พล�งงานอย์(างน.อย์เทำ(าก�บุหร0อมากกว(า Ea มากข��น เม0#ออ�ณหภ-ม&เพ&#มข��น จ�งทำ�าให.อ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าเร5วข��นน��นเอง 3. พ0-นำที่��ผิ�วส�มีผิ�ส สารทำ�#ม�พ0�นทำ�#ผ&วส�มผ�สมากกว(าจะทำ�าปีฏิ&ก&ร&ย์าไดี.เร5วข��น เน0#องจากส�มผ�สก�น (ชั้นก�น) มากข��น ใชั้.ในการพ&จารณาสารต��งต.นทำ�#เปี'นของแข5ง ดี�งน��นสารทำ�#เปี'นของแข5งจ�งต.องบุดีให.ละเอ�ย์ดีก(อนทำ�าปีฏิ&ก&ร&ย์า

4. ต�วเร%งปฏิ�ก�ร�ย� (Catalyst) ต�วเร(งปีฏิ&ก&ร&ย์าเปี'นสารเคม�ทำ�#ชั้(วย์ทำ�าให.อ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าไดี.เร5วข��น เน0#องจากต�วเร(งจะชั้(วย์ในการลดีพล�งงานกระต�.นในการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์า โดีย์ชั้(วย์ปีร�บุกลไกในการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าให.เหมาะสมกว(าเดี&ม โดีย์จะเข.าไปีชั้(วย์ต��งแต(เร&#มปีฏิ&ก&ร&ย์าแต(เม0#อปีฏิ&ก&ร&ย์าส&�นส�ดีม�นจะกล�บุมาเปี'นสารเดี&ม

5. ต�วหนำ%วงปฏิ�ก�ร�ย� (Inhibitor) หมาย์ถ�ง สารทำ�#ทำ�าให.อ�ตราการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าชั้.าลงโดีย์ข�ดีขวางกลไกในการเก&ดีปีฏิ&ก&ร&ย์าทำ�าให.ค(าพล�งงานก(อก�มม�นตส-งข��น

6. ธีรรมีช้�ต�ขอังส�รต�-งต!นำ เน0#องจากสารเคม�จะม�การย์�ดีเหน�#ย์วดี.วย์พ�นธะทำ�#ต(างก�น โดีย์ปีกต&สารละลาย์ ของสารปีระกอบุอ&ออน&กเวลาเข.าทำ�าปีฏิ&ก&ร&ย์าจะแตกต�วเปี'นอ&ออนบุวกและอ&ออนลบุก(อนและเคล0#อนทำ�#ไดี.เร5วกว(าโมเลก�ลของสารปีระกอบุโควาเลนต ดี�งน��นสารอ&ออน&กจ�งทำ�าปีฏิ&ก&ร&ย์าไดี.เร5วกว(าสารโควาเลนต แม.กระทำ�#งสารโควาเลนตดี.วย์ก�นก5ย์�งแตกต(างก�น เน0#องจากอาจย์�ดีดี.วย์พ�นธะเดี�#ย์ว พ�นธะค-( หร0อพ�นธะสามก5ไดี.

อั!�งอั�ง

http://intranet.coe.phuket.psu.ac.th/com/

www.geocities.com/rujida_jan