นางสาวกมลมาตย์ รุ่งโรจน์

1. ภาวะสมดุลเคมี จัดทำโดย นางสาวกมลมาตย์ รุ่งโรจน์ เสนอ คุณครู วีระพงษ์ บรรจง

2. คำนำ ในปัจจุบันนี้การเรียนรู้เรื่องเคมีมีความสำคัญใน ชีวิตประจำวันและใช้ในการศึกษา ค้นคว้าและยังใช้ในการทำผลิตภัณฑ์ต่างๆ อย่างเช่น สบู่ แชมพู ฯลฯ รายงานนี้ผู้จัดทำได้ทำขึ้นมาเพื่อ เป็นสื่อในการเรียนการสอน อีกรูปแบบหนึ่งซึ่งหวังว่า ผู้อ่านคงจะเข้าใจเรื่องนี้เป็นอย่างมากเพราะเป็นเรื่องที่ใช้กันในชีวิตประจำวัน กมลมาตย์

5. คุณสมบัติของสมดุลเคมี 1. ต้องเกิดในระบบปิด 2. เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้ 3. ที่ภาวะสมดุลอัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าจะเท่ากับ อัตราการเกิดปฏิกิริยาผันกลับ 4. มีสารตั้งต้นเหลืออยู่ทุกสารในระบบ 5. สมบัติของระบบคงที่

7. ตัวอย่างปฏิกิริยาเคมีที่ผันกลับได้ ชมพู น้ำเงิน น้ำตาล ไม่มีสี เขียว น้ำตาล น้ำตาลแดง ไม่มีสี

8. น้ำตาล ไม่มีสี แดงเข้ม

9. ข้อสังเกตเกี่ยวกับปฏิกิริยาผันกลับได้ 1. เป็นปฏิกิริยาที่สารผลผลิตจากปฏิกิรยาทำปฏิกิร ิ ยากัน ได้ผลผลิตที่เป็นสารผลิตภัณฑ์ 2. ปฏิกิริยาไปข้างหน้า และปฏิกิริยาผันกลับเกิดขึ้นพร้อมกัน 3. ถ้าเริ่มต้นจากปฏิกิริยาด้านใดให้ถือว่าปฏิกิริยานั้นเป็น ปฏิกิริยาไปข้างหน้า 4. เขียนลูกศรคู่ ( ) ในสมการ เพื่อแสดงว่าปฏิกิริยา ผันกลับได้

10. 5. พบในปฏิกิร ิ ยาการสลายตัว ปฏิกิริยารวมตัว และปฏิกิริยา แทนที่ 6. ปฏิกิริยาผันกลับเกิดขึ้นได้หรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับภาวะของ ปฏิกิริยา เช่น อุณหภูมิ ความดัน สภาพละลายได้ และค่าคงที่ สมดุลของปฏิกิริยา 7. ปฏิกิริยาจะผันกลับได้มากน้อยเพียงใด ขึ้นอยู่กับค่าคงที่ สมดุลของปฏิกิริยานั้น

11. ภาวะสมดุล มีลักษณะดังนี้ 1. ภาวะสมดุลจะเกิดขึ้นได้เมื่อความเข้มข้นของตัวทำปฏิกิรยา และความเข้มข้นของสารผลผลิตในปฏิกิริยาไม่มีการเปลี่ยน แปลงใด ๆ 2. ภาวะสมดุลจะเกิดขึ้นได้ เมื่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้า เท่ากับอัตราการเกิดปฏิกิรยาผันกลับ

12. 3. สารทุกชนิดที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยายังคงอยู่ในระบบ 4. ภาวะสมดุลจะเกิดขึ้นในระบบปิดเท่านั้น เช่น

13. ค่าคงที่สมดุล 1. ที่ภาวะสมดุลเคมีใด ๆ ก็ตามที่อุณหภูมิคงที่ “ ผลคูณความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ยกกำลัง ด้วยสัมประสิทธิ์แสดงจำนวนโมลหารด้วยผลคูณ ความเข้มข้นของสารตั้งต้น ยกกำลังด้วย สัมประสิทธิ์แสดงจำนวนโมลมีค่าเท่ากับ ค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยานั้น ๆ ”

14. จากสมการ เมื่อกำหนด [ ] แทนความเข้มข้นของสาร , K คือค่าคงที่สมดุลจะได้ว่า

15. ตัวอย่าง การแสดงความหมายค่าคงที่สมดุล ก . * ข . ค . * *

16. พิจารณาปฏิกิริยาในสมการ สมการ เมื่อของแข็งมีการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นน้อยมาก สมการ เมื่อ มีค่าคงที่ไม่ต้องนำมาคิด

17. ความสัมพันธ์ของค่าคงที่สมดุลกับสมการเคมี 1) ค่าคงที่ของสมดุลที่ได้จากปฏิกิริยาย่อยรวมกัน เท่ากับผลคูณของค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยาย่อยนั้น

18. 2) ค่าคงที่ของสมดุลที่ได้จากปฏิกิริยาย่อยลบกัน เท่ากับผลหารของค่าคงที่สมดุลปฏิกิริยาย่อยนั้น ๆ

19. 3) ถ้าสมการค่าคงที่ของสมดุลใหม่ จะเป็นส่วน กลับของค่าคงที่สมดุลเดิม

20. 4) ถ้าคูณสมการเดิมด้วยตัวเลขใด ๆ ค่าคงที่ของสมการใหม่ จะเท่ากับค่าคงที่เดิมยกกำลังด้วยตัวเลขนั้น

21. ตัวอย่างโจทย์ หาความสัมพันธ์ของค่าคงที่สมดุล 1) ----- 1 ----- 2 ----- 3 นำสมการ 1 + 2 จะได้สมการ 3

22. ----- 1 ----- 2 ----- 3 จากสมการ 1 กลับสมการแล้วคูณ 3 ----- 4

23. จากสมการ 2 คูณ 2 ----- 5 นำสมการ 4 + 5 จะได้สมการ 3 ดังนั้น

24. ----- 1 ----- 2 ----- 3 จากสูตรสมการ 1 คูณ 2 ----- 4

25. จากสมการ 2 กลับสมการ ----- 5 นำสมการ 4 + 5 จะได้สมการ 3 ดังนั้น

26. ข้อสังเกตเกี่ยวกับค่าคงที่ของสมดุล ( K) 1. ค่า K จะบอกถึงปฏิกิริยาไปข้างหน้ามากเท่าใด 2. ค่า K จะบอกปริมาณของผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้น มากน้อยเพียงใด 3. ค่า K ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเท่านั้น ความเข้มข้นและ ความดันไม่มีผล แต่จะมากขึ้นหรือน้อยลงขึ้นกับ ชนิดของปฏิกิริยา 4. ค่า K อาจมีหน่วยหรือไม่มีหน่วยก็ได้ ขึ้นอยู่กับ สมการเคมี

27. 5. ค่า K มิได้เกี่ยวข้องกับอัตราเร็วในการเกิด ปฏิกิริยา กล่าวคือ ค่า K มาก Rate ของปฏิกิริยา อาจจะเร็วหรือช้าก็ได้ 6. ค่า K อาจมีค่ามากกว่า น้อยกว่าหรือเท่ากับ หนึ่งก็ได้ ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยานั้น ข้อสังเกตเกี่ยวกับค่าคงที่ของสมดุล ( K)

28. ปฏิกิริยา เวลา

29. เวลา เวลา A B B A

30. การคำนวนเกี่ยวกับค่าคงที่สมดุล มีหลักการดังนี้ 1. เขียนสมการของปฏิกิริยาให้ดุล 2. เขียนสมการแสดงค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยา 3. หาความเข้มข้นของสารทั้งหมดที่สมดุล 4. แทนค่าความเข้มข้นที่ได้ลงไปขั้นที่ 2 แล้ว คำนวณผลลัพธ์

31. ตัวอย่างโจทย์การหาค่าคงที่สมดุล ตัวอย่างที่ 1 จากปฏิกิริยาดังแสดงในสมการต่อไปนี้ ที่ภาวะสมดุลภายในภาชนะขนาด 2 dm 3 มี A 4 mol B 4 mol C 2 mol และ D 6 mol จงคำนวณค่าคงที่สมดุล วิธีทำ

32. ดังนั้นค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยานี้ = 2.25 dm 3 /mol

33. ตัวอย่างที่ 2 อุณหภูมิหนึ่งก๊าซ HI 1 โมลต่อลิตร สลายตัว 2 HI H 2 (g) + I 2 (g) จงคำนวณหาค่า คงที่สมดุล วิธีทำ ก๊าซ HI 1 โมลต่อลิตร สลายตัว 20 % ก๊าซ HI สลายตัว =

34. เดิม - - - สมดุล 1- 0.2 0.1 0.1 ค่าคงที่สมดุล =1.56 X 10 -2

35. ผลของการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นที่มีต่อภาวะสมดุล การเพิ่มหรือลดความเข้มข้นของสารหนึ่งสารใดในปฏิกิริยา เคมี เป็นเหตุให้ภาวะสมดุลเปลี่ยนไป แต่ค่าคงที่สมดุลยังคงเดิม เช่น ถ้าเพิ่มความเข้มข้นของ H 2 , I 2 สมดุลจะเลื่อนไปทางขวา

36. ผลของการเปลี่ยนแปลงความดันที่มีต่อภาวะสมดุล ในระบบเคมีที่มีองค์ประกอบเป็นก๊าซ ถ้าความดันของระบบ เพิ่มขึ้น สมดุลจะเลื่อนไปทางฝ่ายที่มีจำนวนโมเลกุลน้อย เช่น N 2 + 3H 2 2NH 3 เมื่อเพิ่มความดัน สมดุลจะเลื่อนไปทางขวา ** ในกรณีที่โมเลกุลเท่ากัน ความดันจะไม่มีผลต่อสมดุล **

37. ผลของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่มีต่อภาวะสมดุล 1. ปฏิกิริยาดูดความร้อน ถ้าอุณหภูมิสูงขึ้น ค่า K จะมากขึ้น ถ้าอุณหภูมิลดลง ค่า K จะลดลง 2. ปฏิกิริยาคายความร้อน ถ้าอุณหภูมิสูงขึ้น ค่า K จะลดลง ถ้าอุณหภูมิลดลง ค่า K จะเพิ่มขึ้น

38. หลักของเลอชาเตอลิเอ “ เมื่อระบบที่อยู่ในภาวะสมดุล ถูกรบกวนโดยการ เปลี่ยนแปลง ปัจจัยที่มีผลต่อสมดุล ระบบจะเปลี่ยน แปลงไปในทิศทางที่ลดผลของการรบกวนนั้น เพื่อให้ ระบบกลับคืนสู่ภาวะสมดุลอีกครั้ง” เช่น

39. การใช้หลักของเลอชาเตอลิเอ ในอุตสาหกรรม การผลิตก๊าซแอมโมเนีย ( กระบวนการฮาเบอร์ ) - อุณหภูมิไม่สูงเกินไปเพียงพอให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นอย่าง รวดเร็ว และปฏิกิริยาการสบายตัว NH 3 เกิดขึ้นได้น้อย - ให้มีความเข้มข้นของก๊าซ N 2 สูง - ปฏิกิริยาจะต้องดำเนินไปภายใต้ความดันสูง