1. 1
สมดุลเคมี
Chemical
Equilibrium

2. 2
สมดุลเคมี ( Chemical Equilibrium )
สมดุลเคมี คือ อัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าและอัตราย้อนกลับมีค่า
เท่ากันและความเข้มข้นของทั้งสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ไม่เปลี่ยนแปลง
ตามเวลา
forward
reverse
ˆ ˆ ˆ ˆ †‡ ˆ ˆ ˆ ˆ
Produ
cts
Reactants

3. 3
สมดุลกายภาพ ( Physical Equilibrium ) H2O(l)  H2O(g)
สมดุลเคมี (Chemical Equilibrium) N2O4(g)  2 NO2(g)
ไม่มีสี นำ้าตาลแดง

4. 4
N2O4(g)  2 NO2(g)
ไม่มีสี นำ้าตาลแดง
2
2 4
[NO]
[NO]
2
2
2 4
[NO]
[NO]
ความเข้มข้นเริ่มต้น (M)
ความเข้มข้นที่สมดุล (M)
อัตราส่วนความเข้มข้นที่
สมดุล
[ NO2
] [ N2
O4
] [ NO2
] [ N2
O4
]
0.000 0.670 0.0547 0.643 0.0851 4.65 × 10-3
0.050 0.446 0.0457 0.448 0.1020 4.66 × 10-3
0.030 0.500 0.0475 0.491 0.0967 4.60 × 10-3
0.040 0.600 0.0523 0.594 0.0880 4.60 × 10-3
0.200 0.000 0.0204 0.0898 0.2270 4.63 × 10-3

5. 5
ที่สมดุล ถ้าเอา [ NO2 ] / [ N2O4 ] ค่าที่ได้ไม่เท่ากัน
แต่ถ้าเอา [ NO2 ]2
/ [ N2O4 ] = ค่าคงที่ = 4.63 ×
10- 3
เลข 2 คือ สัมประสิทธิ์ (coefficient) ของ NO2 ใน
สมการ
 ค่าคงที่สมดุล (equilibrium constant) = K =
2
2
2 4
[NO]
[NO]
= 4.63 × 10- 3
สรุป สำาหรับปฏิกิริยาทั่วไปที่ผันกลับได้ ดังสมการ
aA + bB  cC + dD
เมื่อ a , b , c และ d เป็นสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ของสาร A , B, C และ D ตาม
ลำาดับ

6. 6
ค่าคงที่สมดุล ( K) ณ อุณหภูมิหนึ่งหาได้จาก
K =
c d
a b
[C] [D]
[A] [B]
ขนาดของค่าคงที่สมดุล
: ค่าคงที่สมดุลจะมีค่ามากหรือน้อยขึ้นอยู่กับแต่ละปฏิกิริยาและขึ้น
อยู่กับอุณหภูมิ
การทราบค่า K มีความสำาคัญดังนี้
- ที่สมดุลสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์มีปริมาณสัมพัทธ์เป็นเท่าใด
- ทราบว่าปฏิกิริยามีผลได้ ( yield ) สูงหรือตำ่าอย่างไร

7. 7
สมดุลเอกพันธุ์ (homogeneous equilibrium)
: สมดุลของปฏิกิริยาที่สารทั้งหมดในปฏิกิริยาอยู่ในวัฏภาคเดียวกัน
เช่น ในปฏิกิริยาการสลายตัวของ N2O4(g)  2 NO2(g)
ใน KC เป็นค่าคงที่ในรูปความเข้มข้น (M, mol/L) Kc =
ใน Kp เป็นค่าคงที่ในรูปของความดัน (atm)Kp =
2
2
2 4
[NO]
[NO]
2
2
2 4
NO
NO
P
P

8. 8
แทนค่า PA และ PB นี้ลงในสมการของ Kp จะได้
b
B
a
A
nRT
V
nRT
V
 
  
 
  
b
B
b-a
a
A
n
V (RT)
n
V
 
  
 
  
Kp
=
=
เนื่องจาก nA / V และ nB / V มีหน่วยเป็น mol/L จึงแทนได้ด้วย
[A] และ [B] ตามลำาดับ จะได้

9. 9
n = b – a
= –จำำนวนโมลรวมของก๊ำซผลิตภัณฑ์ จำำนวนโมลรวมของก๊ำซตั้งต้น
R = 0.082 L.atm/K.mol
ถ้ำ aA + bB  cC + dD
Kc = Kp =
c d
a b
[C] [D]
[A] [B]
c d
C D
a b
A B
P P
P P
Kp = = Kc
b
a
[B]
[A]
n
(RT)∆ n
(RT)∆

10. 10
สรุปหลักกำรเขียน ค่ำ K
- ควำมเข้มข้นมีหน่วยเป็น mol/ L
- ถ้ำเป็นก๊ำซให้ใช้ควำมดัน (atm) ได้
- ถ้ำเป็นของแข็ง (s) ของเหลว (l) ไม่ปรำกฎใน KC - KC KP ไม่มี
หน่วย

11. 11
สรุปควำมสัมพันธ์ระหว่ำงค่ำ K
เมื่อนำำสมกำรย่อยมำรวมกัน ค่ำ Kc ของสมกำรใหม่ได้จำก ผลคูณของ Kcย่อย
แต่ละปฏิกิริยำ
- เมื่อกลับสมกำร ค่ำ Kc ของสมกำรใหม่ได้จำกเศษส่วนกลับของKc เดิม เมื่อ
คูณตัวเลขในสมกำรเดิม ค่ำ Kc ของสมกำรใหม่ได้จำกค่ำ Kc เดิมยกกำำลัง
ตัวเลขที่เอำไปคูณนั้นเอง

12. 12
ควำมสัมพันธ์ระหว่ำงจลนศำสตร์เคมีกับสมดุลเคมี
1. ถ้ำมี 1 elementary step (ขั้นตอนเดียว)
A + 2B  AB2
Forward rate; ratef = kf [A][B]2
Reverse rate ; rater = kr [AB2]
ที่สมดุล ratef = rater
kf [A][B] 2
= kr[AB2]
f
r
k
k
=
2
2
[AB ]
[A][B]
= KC

13. 13
ค่ำ KC บอกอะไรเรำบ้ำง ?
1. ทำำนำยทิศทำงของปฏิกิริยำ (ไปข้ำงหน้ำ หรือ ย้อนกลับ)
โดยกำรเปรียบเทียบค่ำ QC กับ KC
QC = ผลหำรปฏิกิริยำ (reaction quotient)
= ** ใช้ควำมเข้มข้นเริ่มต้นแทนค่ำ
KC =
[product]
[reactant]
c d
a b
[C] [D]
[A] [B]

14. 14
ปัจจัยที่มีผลต่อสมดุล
เคมี
- ถ้ำเติม Fe(NO3)3 → เพิ่ม Fe3+
: ระบบปรับตัวทำำให้ปฏิกิริยำไปทำงซ้ำยเพื่อลด [ Fe3+
] ได้สีแดง
- ถ้ำเติม NaCNS → เพิ่ม CNS -
: ระบบปรับตัวทำำให้ปฏิกิริยำไปทำงซ้ำยเพื่อลด [ CNS-
] ได้สีแดง
- ถ้ำเติม H2C2O4 ( ได้ C2O4
2-
จับกับ Fe3+
) → ลด Fe3+
: ระบบปรับตัวทำำให้ปฏิกิริยำไปทำงขวำเพื่อเพิ่ม [ Fe3+
] ได้สีเหลือง

15. 15
2. เปลี่ยนควำมดันและปริมำตร
ถ้ำสำรเป็น solid , liquid กำรเปลี่ยน P , V ไม่มีผล
แต่ถ้ำสำรเป็น gas กำรเปลี่ยน P , V มีผลมำก
จำก PV = nRT → P = RT
∴ P α 1 / V ดังนั้น ถ้ำเพิ่ม P = ลด V
ทำำให้ควำมเข้มข้นเพิ่ม (n/ V)
n
V

16. 16
3. กำรเปลี่ยนอุณหภูมิ
ถ้ำเปลี่ยน ควำมเข้มข้น ปริมำตร ควำมดัน = เปลี่ยนสมดุล
กำรเปลี่ยนอุณหภูมิ = เปลี่ยน KC
ถ้ำ N2O4(g)  2NO2(g) ∆Ho
= 58.0 kJ ดูดควำมร้อน
2NO2(g)  N2O4(g) ∆Ho
= -58.0 kJ คำยควำมร้อน
ปฏิกิริยำไปข้ำงหน้ำ
 ถ้ำ  T = ↑ Heat ทำำให้เพิ่ม endothermic reaction ( ดูดควำมร้อน )
ถ้ำ  T = ↓ Heat ทำำให้เพิ่ม exothermic reaction ( คำยควำมร้อน )

17. 17
ปฏิกิริยาดูดความร้อน (∆Ho
บวก) ปฏิกิริยาคายความร้อน (∆Ho
ลบ)
1. เพิ่มอุณหภูมิ ไปข้างหน้า
2. ลดอุณหภูมิ ย้อนกลับ
1. เพิ่มอุณหภูมิ ย้อนกลับ
2. ลดอุณหภูมิ ไปข้างหน้า
4. ผลจาก catalyst
- ช่วยลด activation energy ( Ea )
- ทำาให้อัตราเร็วของปฏิกิริยาเร็วขึ้น ทั้งไปข้างหน้าและย้อนกลับ
- ไม่มีผลต่อ KC และ equilibrium

18. 18
การเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้
การเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้ คือการเปลี่ยนแปลงที่เมื่อ
เปลี่ยนไปแล้ว สามารถเปลี่ยนกลับคืนสู่สภาพเดิมได้ เช่นการ
ระเหยของนำ้ากลายเป็นไอนำ้าในภาชานะปิด ไอนำ้าที่เกิดขึ้น
สามารถควบแน่นกลับมาเป็นนำ้าเหมือนเดิมได้ เป็นต้น
ปฏิกิริยาเคมีหลายปฏิกิริยาสามารถผันกลับได้ เช่นการเผา
CaCO3(sในภาชนะปิดปฏิกิริยาไปข้างหน้า

19. 19
การเปลี่ยนแปลงที่ภาวะสมดุล
สมดุลในปฏิกิริยาเคมี
พิจารณาตัวอย่างปฏิกิริยาที่เกิดจากการผสม FeSO4 เข้ากับAgNO3 ที่มาก
เกินพอ
ในตอนแรกปฏิกิริยาไปข้างหน้าจะเกิดเร็ว เพราะสารตั้งต้นมีความเข้มข้นสูงแต่
ปฏิกิริยาย้อนกลับจะเกิดช้า เพราะผลิตภัณฑ์มีความเข้มข้นตำ่า
นที่สุด อัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้า = อัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ

20. 20
สมดุลไดนามิก ( Dynamic equilibrium)
สมดุลไดนามิก เป็นภาวะสมดุลที่เกี่ยวข้องกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาของสาร
“หมายถึงภาวะสมดุลที่ระบบมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าเท่ากับอัตรา
การ เกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ หรือมีอัตราการเปลี่ยนแปลงสุทธิเท่ากับศูนย์”
ประเภทของสมดุลไดนามิก
โดยทั่ว ๆ ไป แบ่งประเภทสมดุลไดนามิกตามลักษณะการเปลี่ยนแปลงของ
สาร คือสมดุลไดนามิก เนื่องจากการเปลี่ยนสถานะ การเกิดสารละลายและเกิด
ปฏิกิริยาเคมี

21. 21
ภาวะสมดุลระหว่างสถานะ
เนื่องจากสารแต่ละชนิดสามารถมีได้ทั้งของแข็ง ของเหลวและ
ก๊าซ โดยที่สถานะต่าง ๆ ของสารสามารถจะเปลี่ยนกลับไปกลับ
มาได้โดยการเพิ่มหรือลดพลังงานให้แก่ระบบ ดังนั้นการเปลี่ยน
สถานะของสารจึงมีภาวะสมดุลเกิดขึ้นได้ เช่น สมดุลระหว่าง
ของแข็งกับของเหลว ของเหลวกับก๊าซ และของแข็งกับก๊าซ
โดยมีชื่อเรียกต่าง ๆ กันตามลักษณะของการเปลี่ยนแปลง

22. 22
ภาวะสมดุลในสารละลาย
ดังที่ได้กล่าวมาในตอนต้นแล้วว่าการละลายของสามารถทำาให้
เกิดภาวะสมดุลขึ้น ได้ ทั้งสารที่เป็นอิเล็กโทรไลต์และนอน – อิ
เล็กโทรไลต์ โดยแบ่งลักษณะสมดุลของการละลายเป็น 2
ประเภทดังนี้
สมดุลของการแตกตัว
สมดุลของการ
ละลาย

23. 23
สมดุลของการแตกตัว
เกิดขึ้นกับการละลายของอิเล็กโทรไลต์อ่อนในนำ้า บางส่วนจะแตกตัวเป็น
ไอออน ในขณะที่บางส่วนของไอออนจะรวมกันโมเลกุลเมื่อถึงภาวะสมดุล
อัตราการแตกตัว เป็นไอออนจะเท่ากับอัตราการรวมกันเป็นโมเลกุล เรียกว่า
สมดุลของการแตกตัว ตัวอย่างเช่นการละลายของกรดไฮโดรไซยานิก
(HCN) ในน้อ HCN จะแตกตัวบางส่วนเป็นไอออนซึ่งจัดว่าเป็นปฏิกิริยาไป
ข้างหน้า

24. 24
สมดุลของการละลาย
เกิดขึ้นกับการละลายของอิเล็กโทรไลต์แก่หรือนอน – อิเล็กโทรไลต์ที่อยู่ใน
ภาวะอิ่มตัวและมีของแข็งเหลืออยู่ เมื่อนำาอิเล็กโทรไลต์แก่เช่น NaCI หรือ
นอน-อิเล็กโทรไลต์ ซึ่งเป็นปฏิกิริยาย้อนกลับ ที่ภาวะสมดุลอัตราการเกิด
ปฏิกิริยาไปข้างหน้า (อัตราการละลาย) จะเท่ากับอัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อน
กลับ (อัตราการตกผลึก) เรียกว่า สมดุลของการละลาย

25. 25
สมดุลในปฎิกิริยาเคมี
การเปลี่ยนแปลงทางเคมีก็สามารถเกิดภาวะสมดุลได้เช่นเดียว
กับการเปลี่ยนแปลง ทางกายภาพ โดยมีชื่อเรียกต่าง ๆ กันตาม
ลักษณะของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น โดยทั่ว ๆ ไปปฏิกิริยาเคมีที่มีการ
เปลี่ยนแปลงแบบผันกลับได้ จะเกิดสมดุลไดนามิกได้ทั้งสิ้น แต่
อาจจะใช้เวลาในการดำาเนินเข้าสู่ภาวะสมดุลไม่เท่ากับ เขียน
เป็นสมการทั่ว ๆ ไปได้

26. 26
หลักเลอชาเตอลิเอ
การใช้หลักของเลอชาเตอลิเอ
ในอุตสาหกรรม นอกจากจะต้องคำานึงถึงการลงทุน และเวลาที่ใช้
เป็นสำาคัญแล้ว ยังต้องคำานึงถึงกรรมวิธีในการผลิต คือ การ
เปลี่ยนวัตถุดิบ หรือสารตั้งต้นให้เกิดผลิตภัณฑ์มากที่สุด โดยใช้
เวลาน้อยที่สุดในที่นี้จะใช้หลักเลอ ชาเตอลิเอ มาพิจารณา
วินิจฉัยผลการเปลี่ยนแปลงปัจจัยต่างๆ เช่น ความดันและ
อุณหภูมิ

27. 27
ปัจจัยที่มีผลต่อภาวะสมดุล
ผลของการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้น ความดันและอุณหภูมิ
ระบบสมดุลของปฏิกิริยาใดๆ จะพบว่ามีความเข้มข้น
ของผลิตภัณฑ์ และของสารตั้งต้นที่เหลือคงที่แต่ถ้าเปลี่ยนแปลงบาง
อย่างในระบบ เช่น เลี่ยนความเข้มข้น ความดัน และอุณภูมิ จะมีผล
ต่อสมดุลอย่างไรระบบของปฏิกิริยาจะดำาเนินเข้าสู่ภาวะสมดุลใหม่
หรือไม่ และถ้าเกิดสมดุลใหม่อีก ปริมาณของผลิตภัณฑ์ และของสาร
ตั้งต้นที่เหลือจะเท่า หรือไม่เท่าปริมาณที่มีอยู่ในสมดุลเดิม

28. 28
การเปลี่ยนแปลงความ
เข้มข้น
ผลของการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นที่มีต่อภาวะสมดุล
การเปลี่ยนความเข้มข้นของสารในระบบสมดุล ไม่ว่าจะเป็นการเพิ่ม
หรือลดความเข้มข้น จะทำาให้ระบบเสียภาวะสมดุล โดยระบบจะต้องมีการปรับ
ตัวให้กลับสู่สภาวะสมดุลใหม่เสมอ
ระบบนี้เข้าสู่สมดุล พบว่า ความเข้มข้นของสีแดงคงที่ ถ้ามีการเปลี่ยนแปลง
ภาวะสมดุลความเข้มข้นของสีแดงก็จะเปลี่ยนไป โดยที่สีแดงเข้ม แสดงว่ามี
ปริมาณ [FeSCN]2+ มาก และสีแดงจางลง แสดงว่าปริมาณ[FeSCN]2+
น้อย

29. 29
การเปลี่ยนแปลงความ
ดันและอุณหภูมิ
ผลของการเปลี่ยนแปลงความดันที่มีต่อภาวะสมดุล
การเปลี่ยนแปลงในความดันในที่นี้หมายถึง การ
เปลี่ยนแปลงปริมาตร เช่น การเพิ่มความดันก็คือ ลดปริมาตรของ
ระบบ การเปลี่ยนแปลงความดันจะมีผลต่อภาวะสมดุลในระบบ
นั้นจะต้องมีสารอย่างน้อย 1 ชนิด มีสถานะเป็นก๊าซ ส่วนระบบที่
ไม่มีก๊าซอยู่เลย จะพบว่า การเปลี่ยนแปลงความดันจะไม่มีผลต่อ
การรบกวนสมดุล

30. 30
ผลของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่มีต่อภาวะสมดุล
สมดุลของปฏิกิริยาเคมี จำาแนกตามระบบเป็นเกณฑ์ได้เป็น 2 ประเภท
1.สมดุลของปฏิกิริยาคายความร้อนจะพบว่าปฏิกิริยาไปข้างหน้าคายความ
ร้อนและปฏิกิริยาย้อนกลับดูดความร้อนคือปฏิกิริยาคายความร้อน
2.สมดุลของปฏิกิริยาดูดความร้อน จะพบว่าปฏิกิริยาไปข้างหน้าดูดความร้อน
และปฏิกิริยาย้อนกลับคายความร้อนคือปฏิกิริยาดูดความร้อน