1. 1
บทที่ ٩ อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
1. การเปลี่ยนแปลงของสารในขณะเกิดปฏิกิริยา
ในขณะที่เกิดปฏิกิริยา ส า ร ตั้ ง ต้ น
ผลิตภัณฑ์
สารตั้ ง ต้ น จะลดลงส่ ว นสารผลิ ตภั ณ ฑ์ จ ะเพิ่ ม ขึ้ น สมมติ
ปฏิกิริยา
٢A + B c + 2D ปริ ม าณสารมี ก าร
เปลียนแปลงดังกราฟ
่
ปริมาณสาร
สารผลิตภัณฑ์
สารตั้งต้น
เวลา
ข้ อ สั ง เกต การเปลี่ ย นแปลงของสารตั้ ง ต้ น และผลิ ต ภั ณ ฑ์ ต อน
แรกจะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว แล้วจะค่อยช้าลงเมื่อเวลาผ่านไป
นานขึ้น
การวัดอัตราการเกิดปฏิกิริยา
เนื่องจากในขณะเกิดปฏิกิริยาปริมาณสารตั้งต้นจะลดลง ส่วน
ปริ มาณของสารผลิตภั ณ ฑ์ จ ะเพิ่ ม ขึ้ น ดั ง นั้ น การวั ดอั ตราการเกิ ด
ปฏิกิริยาอาจทำาได้โดย
1. วัดจากอัตราการลดลงของสารตั้งต้น
ปริมาณสารต ังต้นท่ีล ดลง
้
R = เวลาท่ใช้ ในการเกิดป ฏิกิร ิยา
ี
2. วัดจากอัตราการเพิ่มขึ้นของสารผลิตภัณฑ์
ปริมาณสารผ ลิตภัณฑ์ที ่เพ่ิมขึน
้
R = เวลาท่ีใช้ ในการเกิดป ฏิกิร ิยา
โดยปริมาณสารที่เปลี่ยนไปอาจหมายถึง มวลสาร ปริมาณ
ของสาร ความเข้ ม ข้ น ของสาร นอกจากนี้ ส มบั ติ ที่ เ ปลี่ ย นไปบาง
ประการของสารก็สามารถนำามาใช้ในการวัดอัตราการเกิดปฏิกิริยาได้
เช่น ความเข้มของสี ค่า pH การนำาไฟฟ้าก็ได้
ถ้ า สมการทั่ ว ไปเป็ น ดั ง นี้ aA + bB
cC + dD
อัตราการเกิดปฏิกิริยามีค่าดังนี้

2. 2
1 ∆[ A ] 1 ∆[B ] 1 ∆[C ] 1 ∆[D ]
R= −
a ∆t
=−
b ∆t
=
c ∆t
=
d ∆t
1 d [ A] 1 d [B ] 1 d [C ] 1 d [D ]
หรือ R = −
a dt
=−
b dt
=
c dt
=
d dt
1 1 1 1
R= −
a
R A = − R B = RC = R D
b c d
อัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ย
อัตราการเกิดปฏิกิริยาช่วงเวลาหนึ่งเราสามารถหาอัตราเร็ว
เฉลี่ยได้จากความสัมพันธ์ดังนี้
ปริมาณสารท ี่เปล่ียนแ ปลงทังหมด
้
อัตราเร็วเฉลีย =
่
เวลาท่ีใช้ ทังหมด
้
อัตราปฏิกิริยาเคมี ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง
การหาอัตรา ณ เวลาหนึ่งๆ จะต้องคิดจากกราฟโดยสร้างกราฟ
ตามข้อมูลระหว่างปริมาณสารกับเวลา แล้วหาค่าความชัน ( slop )
ณ เวลาหนึ่งๆ ซึ่งค่าความชันนี้คือค่าของอัตรา ณ เวลานั้นๆ
จากการศึกษาของนักเคมีพบว่า อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจะ
ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้น ซึ่งแสดงได้ดังสมการต่อไปนี้
AA+bB cC+ dD
จะได้วา่ R α [A] [B]
m n
R = K [A]m[B]n เรียกสมการนี้วา กฎอัตรา (Rate Law)
่
เมื่อ K คือ ค่าคงที่ของอัตรา
[] คือ ความเข้มข้นในหน่วย mol/dm3
m ,n เป็นตัวเลขใด ๆ ก็ได้ซึ่งหาได้จากผลการทดลองเท่านั้น
ซึ่งอาจเท่ากับ a ,b หรือไม่เท่าก็ได้
m +n เรียกว่า อันดับของปฏิกิริยา (Order of Reaction)
ถ้ า เลขยกกำา ลั ง ของสารใดเป็ น ٠ แสดงว่ า อั ต ราการเกิ ด
ปฏิกิริยาไม่ขึ้นกับความเข้มข้นของสารนั้น
ข้อสังเกตการนำากฎอัตราไปใช้
1. ต้องมีข้อมูลเป็นผลการทดลองมาให้โดยการกำา หนดความเข้ม
ข้ น / ปริ ม าณสารตั้ ง ต้ น มาให้ และกำา หนดอั ต ราการเกิ ด
ปฏิกิริยาจากการทดลองแต่ละครั้งมาให้ ( ถ้าไม่กำา หนดอัตรา

3. 3
มาให้ อ าจต้ อ งคำา นวณหาเอง โดยคิ ด จากปริ ม าณสารที่
เปลียนแปลงในหนึ่งหน่วยเวลา )
่
2.เขียนสมการแสดงอัตราการเกิดปฏิกิริยาในรูปของกฎอัตราโดย
คิดค่าเลขยกกำาลังคือค่าของ m , n ไว้
3.หาค่า m , n โดยนำา ข้ อมูล แสดงการทดลองจากข้ อ 1 มา
คำานวณหา
4.ถ้าโจทย์ต้องการให้หาอัตราการเกิดปฏิกิริยาจากข้อมูลใหม่ที่
กำาหนดซึ่งไม่ใช่ผลการทดลองที่มีอยู่เดิม ให้หาค่า K แล้วนำา
ไปแทนค่ า ในสมการกฎอั ต ราในข้ อ 2 ( เพื่ อ หาอั ต ราตาม
เงื่อนไขใหม่ตามที่โจทย์กำาหนด
ตัวอย่าง ปฏิกิริยาระหว่างสารละลาย A กับสารละลาย B เป็น
ดังนี้ A + B C
ความเข้มข้นของสารละลาย อัตราการเกิด
การทดลอง
( mol/dm3 ) ปฏิกิริยา
ครั้งที่
สาร A สาร B mol/dm3.s
1 0.1 0.1 0.5
2 0.1 0.2 1.0
3 0.2 0.2 2.0
١. จงเขียนสมการแสดงอัตราการเกิดปฏิกิริยานี้
2.ถ้าสาร A และสาร B เข้ม ข้ น 0.3 และ 0.4 mol/dm3 ตาม
ลำาดับอัตราการเกิดปฏิกิริยานี้จะเป็นเท่าไร
วิธีคิด
จากการทดลองที่ 1 และ 2 ความเข้มข้นของสาร A คงที่ แต่
ความเข้ ม ข้ น ของสาร B เพิ่ ม ขึ้ น เป็ น 2 เท่ า อั ต ราก็ เ พิ่ ม ขึ้ น จาก
เดิ ม 2 เท่ า แสดงว่ า อั ต ราขึ้ น กั บ ความเข้ ม ข้ น ของสาร B ยก
กำาลัง 1
จากการทดลองที่ 2 และ 3 ความเข้มข้นของสาร B คงที่ แต่
ความเข้ ม ข้ น ของสาร A เพิ่ ม ขึ้ น เป็ น 2 เท่ า อั ตราก็ เ พิ่ ม ขึ้ น จาก
เดิ ม 4 เท่ า แสดงว่ า อั ต ราขึ้ น กั บ ความเข้ ม ข้ น ของสาร A ยก
กำาลัง 2
ดังนั้นจะได้วา R = K[A]2 [B]
่

4. 4
จากการทดลองที่ 1 เมื่ อ นำา ความเข้ ม ข้ น ของสาร A สาร B
และอัตราการเกิดปฏิกิริยามาแทนในสมการที่
ดังนั้น K = 500
เมื่อนำา ความเข้ มข้ นของสาร A และสาร B แทนลงในสมการ
แสดงอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะได้อัตราการเกิดปฏิกิริยาใหม่ดังนี้ R
= 500[0.3]2 [0.4]
= 18.0 mol/dm3.s
รูปกราฟที่น่าสนใจ
1.กราฟแสดงอัตราการเกิดปฏิกิริยาคงที่
อัตรา
เวลา
2.กราฟแสดงอัตราการเกิดปฏิกิริยาไม่ขึ้นกับความเข้มข้น
ของสารตั้งตั้น
ความเข้มข้นของสารตั้งต้น
เวลา
3.กราฟแสดงอั ตราการเกิ ดปฏิ กิ ริ ย าขึ้ น กั บ ความเข้ ม ข้ น
ของสารตั้ ง ต้ น (มี ก ารเปลี่ ย นแปลงเมื่ อ ความเข้ ม ข้ น ของสารตั้ ง ต้ น
เปลียนไป)
่
ปริมาณสารตั้งต้น

5. 5
เวลา
4.กราฟระหว่างผลิตภัณฑ์กับเวลา
ปริมาณสารผลิตภัณฑ์
เวลา
5.กราฟระหว่างอัตราการเกิดปฏิกิริยากับความเข้มข้นของ
ผลิตภัณฑ์
อัตรา
ผลิตภัณฑ์
การอธิบายการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ทฤษฎีการชน ( Collission Theory ) เป็นทฤษฎีที่
ใช้อธิบายการเกิดปฏิกิริยาของสารเคมี โดยกล่าวว่า “ ปฏิกิริยาเคมี
จะเกิ ด ขึ้ น ก็ ต่ อ เมื่ อ อนุ ภ าคของสารมี ก ารชนกั น และการชนกั น ต้ อ ง
เป็นการชนแบบมีผล ” ซึ่งมีเงื่อนไข ดังนี้
1. ทิศทางการชนต้องเหมาะสม
2. มีการสะสมพลังงานอย่ างน้ อ ยเท่ า กั บ พลัง งานก่ อ กั ม มั น ต์
( Activation Energy )
พลังงานก่อกัมมันต์ ( Activation Energy : Ea ) หมาย
ถึง พลังงานจำา นวนน้อยที่สุดที่สารเคมีแต่ละคู่จะต้องสะสมไว้เพื่อ
เปลี่ยนสารตั้งต้นไปเป็นสารใหม่ ดังนั้นพลังงานก่อกัมมันต์ของสาร
แต่ละคู่เวลาทำาปฏิกิริยากัน จึงไม่เท่ากัน
แผนภาพแสดงการเปลี่ยนของสารใน
ขณะเกิดปฏิกิริยา

6. 6
A B A A
2 A B
A + B
พลังงานตำ่ากว่า Ea B B
พลังงานสูงกว่า Ea
สารเชิงซ้อนถูกกระตุ้น
[ Activated complex ]
การเปลี่ยนแปลงพลังงานของสารในระหว่ างการดำา เนิน
ไปของปฏิกิริยา
ในขณะที่สารเกิดปฏิกิริยาจะมีการเปลี่ยนแปลงพลังงานเกิดขึ้น
เสมอ ซึ่ ง ลั ก ษณะการเปลี่ ย นแปลงพลั ง งานแบ่ ง เป็ น 2 แบบ คื อ
ปฏิกิริยาดูดความร้อน และปฏิกิริยาคายความร้อน
1.ปฏิกิริยาดูดความร้อน มีลักษณะการเปลี่ยนแปลงพลังงาน
ดังนี้
พลังงาน E2
Ea
E3
E1
ก า ร ดำา เ นิ น ไ ป ข อ ง
ปฏิกิริยา
2.ปฏิกิริยาคายความร้อน มีลักษณะการเปลี่ยนแปลงพลังงาน
ดังนี้
พลังงาน E2
Ea
E3

7. 7
E1
ก า ร ดำา เ นิ น ไ ป ข อ ง
ปฏิกิริยา
ข้อสังเกต ปฏิกิริยาที่มีค่า Ea ตำ่า เกิดง่ายเร็ วขึ้ น : ถ้าค่า Ea สูง
เกิดยาก เกิดช้า
ในบางปฏิกิริยามีกลไกในการเกิดปฏิกิริยาหลายขั้น เช่น A2 +3B2
2AB3 เกิดปฏิกิริยา 3 ขั้น คือ
(1) B2 2B …. เร็ว
(2) A2 2A …. ช้า (อัตราขึ้นกับ
ขั้นนี)
้
(3) A + 3B AB3 …. เร็ว
อัตราการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาที่มีหลายขั้นจะขึ้นกับขั้นที่
ช้าที่สุดเสมอ เนื่องจากขั้นที่มี Ea สูงที่สุด
ถ้านำามาเขียนกราฟจะได้ดังนี้ ( สมมติว่าปฏิกิริยานี้คาย
ความพลังงาน )
พลังงาน ขั้นที่ ٢
ขั้นที่ ١ ขั้นที่ ٣
เวลา
ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา
1. ความเข้ ม ข้ น ของสารตั้ ง ต้ น ในกรณี ที่ ส ารตั้ ง ต้ น เป็ น
สารละลาย ยิ่งสารละลายนั้น มีความเข้ มข้ นมากขึ้ นอั ตราการ
เกิ ด ปฏิ กิ ริ ย าจะเร็ ว ขึ้ น เนื่ อ งจากมี จำา นวนอนุ ภ าคของตั ว ถู ก
ละลายมากขึ้นจะชนกันบ่อยมากขึ้น
แต่การเพิ่มปริมาตรของสารละลายโดยความเข้มข้นเท่าเดิมอัตรา
การเกิดปฏิกิริยาจะเท่าเดิม
٢. อุณหภูมิ การที่อุณหภูมิของสารตั้งต้นเพิ่มขึ้น อัตราการ
เกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากเมื่ออุณหภูมิ สูงขึ้น โมเลกุลของ
สารจะมี พ ลั ง งานจลน์ สู ง ขึ้ น เคลื่ อ นที่ เ ร็ ว ขึ้ น จึ ง ชนกั น บ่ อ ยมากขึ้ น
สุ ด ท้ า ยก็ จ ะมี จำา นวนโมเลกุ ล ที่ มี พ ลั ง งานอย่ า งน้ อ ยเท่ า กั บ หรื อ

8. 8
มากกว่ า Ea มากขึ้ น เมื่ อ อุ ณหภู มิ เ พิ่ ม ขึ้ น จึ ง ทำา ให้ อัต ราการเกิ ด
ปฏิกิริยาเร็วขึ้นนั้นเอง
٣. พื้ น ที่ ผิ ว สั ม ผั ส สารที่ มี พื้ น ที่ ผิ ว สั ม ผั ส มากกว่ า จะทำา
ปฏิกิริยาได้เร็วขึ้น เนื่องจากสัมผัสกัน (ชนกัน) มากขึ้น ใช้ในการ
พิจารณาสารตั้งต้นที่เป็นของแข็ง ดังนั้นสารที่เป็นของแข็งจึงต้อง
บดให้ละเอียดก่อนทำาปฏิกิริยา
٤. ตัวเร่งปฏิกิริยา ( Catalyst) ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นสาร
เคมีที่ช่วยทำาให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาได้เร็วขึ้น เนื่องจากตัวเร่งจะ
ช่ ว ยในการลดพลั ง งานกระตุ้ น ในการเกิ ด ปฏิ กิ ริ ย า โดยช่ ว ยปรั บ
กลไกในการเกิ ดปฏิ กิ ริ ย าให้ เ หมาะสมกว่ า เดิ ม โดยจะเข้ า ไปช่ ว ย
ตั้งแต่เริ่มปฏิกิริยาแต่เมื่อปฏิกิริยาสิ้นสุดมันจะกลับมาเป็นสารเดิม
٥. ตัวหน่วงปฏิ กิริ ยา (Inhibitor) หมายถึง สารที่ทำา ให้
อั ตราการเกิ ดปฏิ กิ ริ ย าช้ าลงโดยขั ด ขวางกลไกในการเกิ ดปฏิ กิ ริ ย า
ทำาให้ค่าพลังงานก่อกัมมันต์สูงขึ้น
٦. ธรรมชาติของสารตั้งต้น เนื่องจากสารเคมีจะมีการยึด
เหนี่ยวด้วยพันธะที่ต่างกัน โดยปกติสารละลาย ของสารประกอบอิ
ออนิกเวลาเข้าทำาปฏิกิริยาจะแตกตัวเป็นอิออนบวกและอิออนลบก่อน
และเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าโมเลกุลของสารประกอบโควาเลนต์ ดังนั้น
สารอิออนิกจึงทำาปฏิกิริยาได้เร็วกว่าสารโควาเลนต์ แม้กระทังสารโค ่
วาเลนต์ด้วยกันก็ยังแตกต่างกัน เนื่องจากอาจยึดด้วยพันธะเดี่ยว
พันธะคู่ หรือพันธะสามก็ได้