อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
เคมี (ว30223) ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5
โดย..คุณครูจริยา ใจยศ
โรงเรียนสา จังหวัดน่าน
1. อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
2. แนวคิดการเกิดปฏิกิริยาเคมี
3. พลังงานและการดาเนินไปของปฏิกิริยา
4. ปัจจัยที่มีผลต่อปฏิกิริยาเคมี
5. กฎอัตราและค่าคงที่ของกฎอัตรา
ประกอบด้วยเนื้อหา
อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี คือ อัตราการเปลี่ยนแปลงปริมาณของสารตั้งต้น
หรือผลิตภัณฑ์ เมื่อเวลาเปลี่ยนแปลง
อัตราการเปลี่ยนแปลงสารในปฏิกิริยาเคมี = ปริมาณสารผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้น
เวลา
= ปริมาณสารตั้งต้นที่ลดลง
เวลา
1 อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ตัวอย่าง ปฏิกิริยา aA + bB cC + dD
จงหาอัตราการลดลงของสารตั้งต้น
อัตราการลดลงของสาร A =
อัตราการลดลงของสาร B =
จงหาอัตราการเพิ่มขึ้นของของสารผลิตภัณฑ์
อัตราการเพิ่มขึ้นของสาร C =
อัตราการเพิ่มขึ้นของสาร D =
t
C



][
t
D



][
t
A



][
t
B



][
ตัวอย่าง ปฏิกิริยา aA + bB cC + dD
อัตราการเกิดปฏิกิริยา = =
t
A
a 


][1
t
B
b 


][1
t
C
c 


][1
t
D
d 


][1
=
=
ตัวอย่าง
เฉลย
= 21.510-2
RNH3 = 3.010-2mol/dm3.s
23
2
1
NNH RR 
= 31.510-2
RH2 = 4.510-2mol/dm3.s
22
3
1
NH RR 
อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีมี 3 ประเภท ได้แก่
หาได้จาก หาได้จาก
การทดลอง ปฏิกิริยาระหว่างโลหะแมกนีเซียม
(Mg)กับกรดไฮโดรคลอริก (HCl )
(1) ทาการทดลองโดยเสียบลวดแมกนีเซียมในจุก ครอบด้วย
หลอดที่มีกรด HCl ดังรูป
(2) ปฏิกิริยาเกิดขึ้น ดังสมการ
Mg(s) + 2HCl(aq) MgCl2(aq) + H2(g)
ผลการทดลอง
ในการสังเกตผลเพื่อวัดปริมาณของก๊าซ H2 ที่เกิดขึ้น แล้วจับเวลาได้ผลดัง
ข้อมูล ดังนี้
คาถาม
1.จงหาอัตราการเกิด H2 ช่วงเวลา 0-1 วินาที
2.จงหาอัตราการเกิด H2 ช่วงเวลา 9-10 วินาที
3.จงหาอัตราการเกิด H2 เฉลี่ย
ทฤษฏีการชน (Collision Theory) อธิบายว่า “ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้น
ได้ก็ต่อเมื่ออนุภาคของสารเข้าทาปฏิกิริยากันจะต้องมีการชนกัน
เสียก่อน” และการชนกันต้องมีลักษณะดังนี้
1. อนุภาคของสารตั้งต้นต้องมีการชนกัน
2. อนุภาคที่ชนจะต้องมีพลังงานสูงพอ คือ สูงพอที่จะทาลาย
พันธะเก่าแล้วเกิดพันธะใหม่ได้
3. ต้องชนได้ทิศทางที่เหมาะสม
2 แนวคิดการเกิดปฏิกิริยาเคมี
3) พลังงานก่อกัมมันต์( Ea ) ของปฏิกิริยา
- เป็นพลังงานต่่าที่สุดที่ท่าให้เกิดปฏิกิริยาได้ ถ้ามีพลังงานต่่ากว่านี้ก็
จะไม่เกิดปฏิกิริยา
- ถ้าพลังงานจลน์หลังการชนมากกว่าหรือเท่ากับพลังงานก่อกัมมันต์
ปฏิกิริยาก็เกิดขึ้นได้สารผลิตภัณฑ์
อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีก็อธิบายได้ในทานองเดียวกัน
กล่าวคือ ปฏิกิริยาเคมีจะมีอัตราการเกิดสูงหรือต่าขึ้นอยู่กับ
(1) จานวนอนุภาคที่มีพลังงานสูง
(2) ค่าของพลังงานก่อกัมมันต์(พลังงานกระตุ้น)
คาถามชวนคิด...
ปฏิกิริยาเคมีที่มีพลังงานก่อกัมมันต์สูง จะเกิดปฏิกิริยาได้
เร็วหรือช้า ????
ปฏิกิริยาดูดพลังงาน (ปฏิกิริยาดูดความร้อน)
คือ ปฏิกิริยาที่มีการถ่ายเทพลังงานจากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่ระบบ
ดังนั้นสารผลิตภัณฑ์จะมีพลังงานสูงกว่าพลังงานของสารตั้งต้น
ปฏิกิริยาคายพลังงาน (ปฏิกิริยาคายความร้อน)
คือ ปฏิกิริยาที่มีการถ่ายเทพลังงานจากระบบไปสู่สิ่งแวดล้อม
ดังนั้นสารตั้งต้นจะมีพลังงานสูงกว่าสารผลิตภัณฑ์
3 . พลังงานและการดาเนินไปของปฏิกิริยา
ปฏิกิริยาคายพลังงาน ปฏิกิริยาดูดพลังงาน
(ปฏิกิริยาคายความร้อน) (ปฏิกิริยาดูดความร้อน)
ปฏิกิริยาที่มีหลายขั้นตอนย่อย
ขั้นกาหนดอัตรา คือ ขั้นที่เกิดปฏิกิริยาช้าที่สุด
สรุป
E1 = พลังงานของสารตั้งต้น ( Er )
E3 = พลังงานของผลิตภัณฑ์ ( Ep )
Ea = พลังงานก่อกัมมันต์(พลังงานกระตุ้น)
Ea = E2 – E1
E = พลังงานของปฏิกิริยา (H)
E = E3 – E1 หรือ E = Ep – Er
E ลบ คาย
E บวกดูด
ช่วยกันพิจารณา...
แบบฝึกหัด ข้อ 1
ข้อ 2
ข้อ 3
ข้อ 4
ข้อ 5
ข้อ 6
ข้อ 7
ข้อ 8
ข้อ 10
ข้อ 9
ปัจจัยที่มีผลต่อปฏิกิริยาเคมี ได้แก่
1. ความเข้มข้นของสารตั้งต้น
2. พื้นที่ผิว อัตราการเกิดปฏิกิริยา แปรผันตรงกับพื้นที่ผิวของ
ของแข็ง
3. อุณหภูมิ
4. ตัวเร่งปฏิกิริยา
4 ปัจจัยที่มีผลต่อปฏิกิริยาเคมี
ความเข้มข้นของสารตั้งต้น
ทาไมปฏิกิริยาส่วนใหญ่เมื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารตั้งต้น อัตรา
การเกิดปฏิกิริยาจึงเพิ่มขึ้น ?
พื้นที่ผิว
ทาไมเมื่อเพิ่มพื้นที่ผิวของสารตั้งต้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาจึงเพิ่มขึ้น ?
การอธิบายผลของอุณหภูมิที่มีต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา
จากรูปที่อุณหภูมิ T2 มีจานวนอนุภาคที่มีพลังงานสูงพอ (สูงกว่า Ea)
มากกว่าที่อุณหภูมิ T1 ดังนั้นอุณหภูมิ T2 มีเปอร์เซ็นต์การชนของอนุภาคที่
เป็นผลสาเร็จหรือเกิดปฏิกิริยามีมากกว่าที่อุณหภูมิ T1
การอธิบายผลของคะตะไลส์ต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา
จากกราฟ
ปฏิกิริยาเคมีที่มีการเติมตัวเร่งลงไป มีผลทาให้พลังงานกระตุ้นลดลง
พลังงานที่ลดลงเมื่อเติมตัวเร่ง = Ea (ไม่มีตัวเร่ง) – Ea (มีตัวเร่ง)
กฎอัตรา
ตัวอย่าง
ทาแบบฝึกหัด
The End of Rate Reaction

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี