e-book วิทยาศาสตร์กายภาพ 1 (เคมี)

พอลเิ มอร์ (Polymer) ยาง เป็นสารที่มีสมบัติพิเศษ คือ ยืดหยุ่นได้ ทำให้เป็นรูปร่างต่าง ๆ
ไดง้ า่ ย มคี วามทนทานมาก
2. ยางสังเคราะห์
ผลติ ภัณฑจ์ ากพอลเิ มอร์ เป็นพอลิเมอร์สังเคราะห์ขึ้นจากสารผลิตภัณฑ์ของ

1. ยางธรรมชาติ ไฮโดรคารบ์ อนชนิดตา่ ง ๆ
เป็นพอลิเมอร์ของไฮโดรคาร์บอนที่เรียกว่า
พอลิไอโซพรีน (Polyisoprene) มีมอนอเมอรเ์ ป็น พอลิเมอร์ ลกั ษณะท่วั ไป
ไอโซพรนี (Isoprene)
พอลบิ ิวทาไดอนี หรอื มีมอนอเมอร์ คือ บิวทาไดอีน เป็นยาง
ยางบอี าร์ ที่ยืดหยุ่นมากกว่ายางธรรมชาติ ไม่ทน
ต่อแรงดงึ ทนตอ่ การขดั ถู ทนตอ่ น้ำมนั

โครงสร้างไอโซพรีนและพอลิไอโซพรีน พอลิสไตรีนบิวทาไดอนี เป็นพอลิเมอร์ร่วมที่ประกอบด้วย
หรอื ยางเอสบีอาร์ มอนอเมอร์ 2 ชนิด คือ สไตรีนและบิว
ทาไดอีน เป็นยางที่ทนทานต่อการ
เสียดสี ใช้ทำพนื้ รองเทา้ ยางรถยนต์

เรยี บเรยี งโดย อ.นิสติ วิศรตุ ประเสรฐิ ธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รศั มีมารีย์ (อ.พเี่ ลย้ี ง)

พอลเิ มอร์ (Polymer) เสน้ ใย เป็นพอลิเมอร์ชนิดหนึ่ง ซึ่งโครงสร้างโมเลกุลมีขนาดยาวมาก

จงึ เหมาะสำหรับการนำมาปั่นเปน็ เส้นดา้ ย
ผลิตภณั ฑ์จากพอลเิ มอร์
2. เส้นใยสงั เคราะห์

1. เสน้ ใยธรรมชาติ เป็นเส้นใยที่สร้างขึ้นมาเพื่อใช้แทนเส้นใยธรรมชาติ
เป็นเส้นใยที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ มักพบอยู่ใน เสน้ ใยสังเคราะหบ์ างชนดิ มีสมบตั ดิ ีกวา่ เส้นใยธรรมชาติ
ส่วนตา่ ง ๆ ของพชื

รม่ ชายหาด ผ้านวม

ฝา้ ย ขนแกะ และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รัศมีมารีย์ (อ.พเ่ี ลี้ยง)

เรียบเรยี งโดย อ.นสิ ติ วศิ รุต ประเสรฐิ ธรรมา

พอลเิ มอร์ (Polymer) ปญั หาจากการใช้ผลิตภณั ฑ์จากพอลเิ มอร์

การลดการใช้ ในปัจจุบันมีการรณรงค์เกี่ยวกับแนวทางการใช้พอ
ลิเมอร์ให้ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด 3 แนวทาง
เป็นการลดหรือใช้ผลิตภัณฑ์พอลิเมอร์ ดังน้ี
สงั เคราะหใ์ ห้นอ้ ยลง

การใชซ้ ำ้ การนำกลับมาใช้ใหม่

เป็นการนำผลิตภัณฑ์พอลิเมอร์ เป็นการนำผลิตภัณฑ์พอลิเมอร์สังเคราะห์
สังเคราะห์ที่เคยผ่านการใช้งานแล้ว แต่ยังมี ที่เคยผ่านการใช้งานแล้ว มาผ่านการแปรรูปเป็น
คุณภาพดีอยูก่ ลับมาใช้งานอกี คร้ังหนงึ่ ผลิตภณั ฑใ์ หม่ เพอื่ นำกลบั มาใช้งานอกี ครัง้ หนง่ึ

เรียบเรียงโดย อ.นิสิตวศิ รตุ ประเสรฐิ ธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รัศมีมารีย์ (อ.พ่เี ล้ยี ง)

เรียบเรียงโดย อ.นสิ ติ วศิ รตุ ประเสรฐิ ธรรมา ธาตุกมั มนั ตรงั สี

ว31101 วทิ ยาศาสตร์กายภาพ 1
ชั้นมธั ยมศึกษาปีท่ี 4

กล่มุ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรีนครินทรวิโรฒ ปทมุ วัน

และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รศั มมี ารีย์ (อ.พเ่ี ลยี้ ง)

กัมมันตรงั สี อนภุ าคท่รี งั สีแผอ่ อกมาแบง่ ออกเป็น 3 ชนิด

ธาตุกมั มันตรงั สี ! อนุภาคแอลฟา - มสี ญั ลักษณ์เป็น α หรอื 42He
alpha particle - มีโปรตอนและนวิ ตรอนอยา่ งละ 2 อนุภาค
กัมมันตภาพรังสี คือ ปรากฏการณ์ที่ธาตุ - มีประจไุ ฟฟ้า +2
- เบ่ยี งเบนในสนามไฟฟ้าเข้าหาข้ัวลบ
แผ่รังสีได้เองอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลง
ภายในนิวเคลียสของอะตอมของธาตุที่อยู่ในสภาวะท่ี - มีสญั ลักษณ์เป็น β หรอื −01e # อนภุ าคบตี า
ไมเ่ สถยี ร - มีสมบัติเหมอื นอิเล็กตรอน beta particle
- มปี ระจุไฟฟ้า -1
เรียกธาตุต่าง ๆ ที่มีสมบัติในการแผ่รังสีว่า - เบีย่ งเบนในสนามไฟฟ้าเข้าหาขัว้ บวก
“ธาตุกัมมนั ตรังส”ี
% รงั สีแกมมา - มีสัญลักษณ์เปน็ γ
พลังงาน gamma ray - ไม่มีประจุไฟฟ้าและไมม่ มี วล
- ไมเ่ บย่ี งเบนในสนามไฟฟ้า
อนภุ าค
โดพวิ ซเทติ อรรออนน(β(12+Dหหรรืออื 1021eH) )นิวตรอน (10n หรือ n) โปรตอน (11H หรือ p)
อะตอมกัมมันตภาพรงั สี

เรียบเรียงโดย อ.นสิ ติ วศิ รุต ประเสริฐธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รศั มีมารีย์ (อ.พี่เล้ียง)

กัมมันตรงั สี

ธาตกุ ัมมันตรงั สี อนุภาคแอลฟา อำนาจการทะลุทะลวงของอนุภาคและรังสีชนดิ ต่าง ๆ
alpha particle
!

อำนาจทะลุทะลวงต่ำ " อนภุ าคบีตา อำนาจทะลทุ ะลวงสูงกว่า
beta particle อนุภาคแอลฟา 100 เท่า

# รังสีแกมมา อำนาจทะลุทะลวงสูงมาก
gamma ray

กระดาษ แผน) อะลูมเิ นียม คอนกรตี
เรียบเรยี งโดย อ.นิสิตวิศรุต ประเสริฐธรรมา
และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รัศมมี ารีย์ (อ.พ่เี ลี้ยง)

กัมมันตรงั สี จากคำกล่าวท่วี า่ ….

กิจกรรมคร่งึ ชวี ติ ธาตุกัมมันตรังสีสามารถเกิดการสลายตัวปลดปล่อยรังสีได้ตลอดเวลา
แตจ่ ะชา้ หรือเรว็ แตกตา่ งกันไปตามปริมาณเร่ิมต้นและชนิดของธาตุ

ดนิ นำ้ มันสีเขยี ว ปน้ั ให้ได้ความยาว 32 เซนตเิ มตร ดนิ น้ำมนั สนี ำ้ เงนิ ป้ันให้ได้ความยาว 16 เซนติเมตร
32 cm
16 cm ความยาวของดินน้ำมนั (cm)
หนั่ ดินนำ้ มันแบบสมมาตรครึ่งนึงไปเร่อื ย ๆ
จนเหลอื ความยาว 1 เซนตเิ มตร ตารางบันทกึ ผล
16 cm 16 cm
จำนวนคร้ังทห่ี ั่น
8 cm 8 cm
0
4 cm 4 cm
1

2

3

4

5

เรียบเรยี งโดย อ.นิสติ วิศรุต ประเสรฐิ ธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รัศมมี ารีย์ (อ.พี่เล้ยี ง)

กัมมันตรงั สี

ครึง่ ชวี ิต (Haft-life) ธาตซุ ัลเฟอร์-35 (S-35) มคี รึ่งชวี ิต 87 วนั

ครึ่งชีวิต (Haft-life) หมายถึง ระยะเวลาที่สาร ธาตุ S-35 ผ่านไป 87 วนั
เริ่มต/น 8 กรัม
กัมมันตรังสีสลายตัวจนเหลือเพียงครึ่งหนึ่งของปริมาณเดิม อนภุ าคหรอื รังสี
สามารถเขียนแทนได้ดว้ ยสัญลักษณ์ t1/2
ธาตุ S-35 ผ่านไป 87 วัน
ตัวอย่างเช่น ธาตุกัมมันตรังสี A มีค่าครึ่งชีวิตเท่ากับ 5 วัน เหลือ 4 กรมั
ถา้ มปี ริมาณของธาตกุ ัมมนั ตรังสี A เร่มิ ต้น 12 กรมั อนภุ าคหรือรังสี

สามารถเขียนแผนภาพการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี A ธาตุ S-35
ได้ดังน้ี เหลือ 2 กรัม

ธาตฟุ อสฟอรัส-32 (P-32) มคี ร่งึ ชวี ติ 14.3 วัน

ผา่ นไป 5 วนั ผา่ นไป 5 วนั ธาตุ P-32 ตอ้ งใชเ้ วลาเทา่ ใดธาตุ
เริม่ ต/น 20 กรมั P-32 จึงจะเหลือ 5 กรมั
12 กรัม อนุภาคหรอื รงั สี 6 กรมั อนภุ าคหรอื รังสี 3 กรัม
เรยี บเรยี งโดย อ.นิสติ วศิ รุต ประเสรฐิ ธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รศั มมี ารีย์ (อ.พีเ่ ลี้ยง)

กัมมันตรงั สี

ครงึ่ ชีวิต (Haft-life) วธิ ที ่ี 2 คำนวณโดยใชส้ ตู ร

การคำนวณเกีย่ วกับครึ่งชวี ิต สามารถทำได้ 2 วิธี Nเหลอื = Nเร2่มิ nตน้ หรือ Nเหลอื = N2เรt1ม่ิ T/ต2น้
วิธที ี่ 1 คำนวณโดยใชแ้ ผนภาพ = nt1/2

A กรัม T

A x 1 กรัม 1 1 เมอื่ คอื จำนวนธาตกุ มั มนั ตรงั สีเร่มิ ตน้ ก่อนการสลายตัว
2 t1/2 2 2 Nเรม่ิ ตน้ คอื จำนวนธาตุกัมมันตรงั สีท่ีเหลือหลังจากการสลายตัว
t1/2 วินาที A x x กรัม Nเหลอื คอื จำนวนครั้งในการสลายตวั ของธาตุกัมมันตรงั สี
วินาที n คือ จำนวนเวลาท่ธี าตุกัมมันตรงั สีสลายตวั
T คือ ค่าคร่ึงชีวติ ของธาตกุ ัมมันตรังสี
t1/2

เรยี บเรียงโดย อ.นสิ ติ วิศรตุ ประเสริฐธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รศั มีมารีย์ (อ.พเ่ี ลย้ี ง)

กัมมันตรงั สี

คร่งึ ชีวติ (Haft-life) ธาตุไอโอดีน-131 (I-131) มีครึ่งชีวิต 8.1 วัน ถ้ามีธาตุไอโอดีน-131 (I-131) จำนวน
30 กรัม จะตอ้ งท้งิ ไว้นานกวี่ นั จงึ จะเหลอื ธาตไุ อโอดีน-131 (I-131) ปรมิ าณ 1.875 กรมั

วธิ ที ี่ 1 คำนวณโดยใช้แผนภาพ วิธที ่ี 2 คำนวณโดยใชส้ ูตร

I-131 = Nเร2่ิมnต้น
30 กรัม
จากสตู ร Nเหลอื
ผ่านไป I-131 ผา่ นไป I-131 แทนคา่ ได้ 1.875 = 231n06
8.1 วนั 15 กรัม 8.1 วนั 7.5 กรัม =
2n
ผา่ นไป I-131 I-131 2n = 24
8.1 วัน 3.75 กรมั ผา่ นไป 1.875 กรัม n =4

8.1 วนั

ดงั น้ัน ต้องท้ิงธาตุไอโอดีน-131 ไวเ้ ปน็ เวลา 8.1 x 4 = 32.4 วัน จากสูตร T = nt1/2
แทนคา่ ได้ T
= 4 x 8.1
= 32.4 วัน

เรียบเรียงโดย อ.นสิ ิตวิศรุต ประเสรฐิ ธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รัศมมี ารีย์ (อ.พี่เล้ยี ง)

กัมมันตรงั สี

ครง่ึ ชีวิต (Haft-life) ธาตุกัมมันตรังสี Z มีครึ่งชีวิตเท่ากับ 3,000 ปี นักธรณีวิทยาค้นพบซากของสัตว์
โบราณที่มีปริมาณธาตุกัมมันตรังสี Z เหลืออยู่ 0.25 กรัม ถ้าเริ่มต้นซากของสัตว์โบราณนี้
มีปรมิ าณธาตกุ ัมมันตรังสี Z อยู่ 8 กรมั สัตว์โบราณนมี้ ีชวี ติ โดยประมาณเมอ่ื กป่ี ีมาแลว้
วิธีที่ 1 คำนวณโดยใช้แผนภาพ
วธิ ีท่ี 2 คำนวณโดยใชส้ ตู ร
ธาตุ z
8 กรมั
จากสูตร Nเหลือ = Nเร2่มิ nตน้
ผ่านไป ธาตุ Z ธาตุ Z แทนค่าได้ 0.25 238n2
3,000 ปี 4 กรมั ผ่านไป 2 กรัม =
2n =
3,000 ปี ผ่านไป ธาตุ Z ผา่ นไป ธาตุ Z ผา่ นไป ธาตุ Z 2n
3,000 ปี 1 กรมั 3,000 ปี 0.5 กรัม 3,000 ปี 0.25 กรัม
= 25
n =5

ดังนัน้ สัตว์โบราณนมี้ ชี ีวติ โดยประมาณเม่อื 3,000 x 5 = 15,000 ปี จากสูตร T = nt1/2

แทนคา่ ได้ T = 5 x 3,000
= 15,000 ปี
เรยี บเรียงโดย อ.นสิ ิตวิศรตุ ประเสรฐิ ธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รัศมีมารีย์ (อ.พ่เี ล้ยี ง)

กัมมันตรงั สี

ครึ่งชวี ติ (Haft-life) ตวั อยา่ งของครงึ่ ชวี ิตของไอโซโทปกมั มนั ตรังสีบางชนิด

ไอโซโทปกมั มนั ตรงั สี ครงึ่ ชวี ติ รังสที แ่ี ผ่ออกมา
C-14 5,730 ปี
Na-25 1 วนิ าที β
K-40 1.3 x 109 ปี β
Co-60 5.3 ปี β
I-131 8.1 วัน β
Po-214 1.6 x 10-4 วินาที β
Ra-226 1,600 ปี β
U-235 4.5 x 109 ปี
α และ γ

α

เรียบเรยี งโดย อ.นสิ ิตวศิ รุต ประเสรฐิ ธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รศั มมี ารีย์ (อ.พ่เี ล้ยี ง)

กัมมันตรงั สี

ปฏิกิรยิ านวิ เคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ เป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในนิวเคลียสของอะตอมของธาตุ แล้ว

ทำให้เกิดธาตุใหม่ที่มีความเสถียรมากขึ้น พร้อมกับปล่อยอนุภาคแอลฟา (α) อนุภาคบีตา
(!) หรือรงั สีแกมมา (") และพลงั งานมหาศาลออกมาดว้ ย

1. ปฏกิ ิริยาฟชิ ชัน Fission reaction n 9326Kr n
15461Ba
การที่นิวเคลียสของธาตุหนักบางชนิดถูกยิงด้วยนิวตรอน n 29325U 15444Xe 29325U
แล้วเกิดการแตกตัวออกเป็นไอโซโทปของธาตุที่เบากว่า มีความ 9348Sr n 29325U 15454Cs n
เสถียรมากขึ้น และมีการคายความร้อนออกมาจำนวนมากในรูป n 9346Kr 29325U 9307Rb
ของรังสีแกมมา รังสีชนิดอื่น ๆ และนิวตรอน มีลักษณะเป็น 15366Ba
ปฏิกริ ยิ าลกู โซ่ 29325U 9364Kr n
ตวั อย่างเช่น n 15369Ba
29325U 15454Cs
ครั้งท่ี 1 9307Rb n

29325U + 01n 15369Ba + 9346Kr + 301n + พลังงาน ครั้งท่ี 2
29325U + 10n 15462Ba + 3961Kr + 301n + พลังงาน
คร้งั ที่ 3

ปฏิกิริยาฟิชชันที่เกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่เหมาะสมจะ
ทำใหเ้ กิดพลังงานมหาศาล

เรยี บเรียงโดย อ.นิสติ วศิ รุต ประเสริฐธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รัศมมี ารีย์ (อ.พ่ีเล้ียง)

กัมมันตรงั สี ดิวทีเรยี ม ทรเิ ทยี ม

ปฏกิ ิรยิ านิวเคลียร์ 21H + + 13H

2. ปฏกิ ริ ยิ าฟิวชนั Fusion reaction + + ปฏกิ ริ ิยาฟ3วชัน
ปฏิกิริยาที่เกิดการรวมตัวกันของไอโซโทปที่มีมวลอะตอม
ต่ำ เกิดเป็นไอโซโทปใหม่ที่มีมวลมากขึ้นกว่าเดิม และปลดปล่อย อนุภาคแอลฟา
พลังงานจำนวนมหาศาลออกมา ซึ่งโดยทั่วไปจะให้พลังงานมากกว่า นวิ ตรอน
ปฏกิ ิรยิ าฟิชชนั + n

ตัวอย่างเชน่ 24He +
12H + 31H
32He + 21H 42He + 01n + พลังงาน สมการนิวเคลียร์ คือ สมการที่แสดงปฏิกิริยานิวเคลียร์
42He + 11H + พลงั งาน
ซึ่งการดุลสมการนิวเคลียร์จะหมายถึง การทำให้ผลรวมของเลข
มวลและเลขอะตอมของสารตง้ั ตน้ และผลติ ภัณฑ์จะตอ้ งเทา่ กนั

ปฏิกิริยาฟิวชันจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงมาก 28286X 28262Rn + α (42He)
เทา่ น้นั ความร้อนดงั กลา่ วนอ้ี าจไดจ้ ากปฏกิ ิริยาฟชิ ชัน

เรียบเรียงโดย อ.นิสิตวศิ รุต ประเสรฐิ ธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รศั มีมารีย์ (อ.พเ่ี ล้ยี ง)

กัมมันตรงั สี

ประโยชน์ของกัมมันตรังสี ดา้ นธรณวี ทิ ยา

ด้านการแพทย์ - คารบ์ อน-14 (C-14) โพแทสเซียม-40 (K-40) และยูเรเนียม-
238 (U-238) ใช้ในการคำนวณหาอายุของวตั ถุโบราณและ
- ไอโอดีน-131 (I-131) ใช้ในการติดตาม
ความผดิ ปกตขิ องต่อมไทรอยด์ โครงกระดกู
- โคบอลต์-60 (Co-60) และเรเดียม-226
(R-226) ใช้ในการรักษาโรคมะเรง็ ด้านพลังงาน

ด้านเกษตรกรรม - ใช้พลังงานความร้อนที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ในเตา
ปฏิกรณ์ปรมาณูของยูเรเนียม-238 (U-238) มาต้มน้ำให้
- ฟอสฟอรัส-32 (P-32) ใช้ในการศึกษาความต้องการ กลายเป็นไอ แล้วผ่านไอน้ำไปหมุนกังหันเพื่อผลิต
ปุ๋ยของพชื เพือ่ ปรับปรุงเมลด็ พนั ธท์ุ ีต่ ้องการ กระแสไฟฟา้
- โพแทสเซียม-32 (K-32) ในการหาอตั ราการดดู ซมึ ของ
ตน้ ไม้ และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รัศมมี ารีย์ (อ.พี่เลี้ยง)
เรียบเรยี งโดย อ.นสิ ติ วศิ รตุ ประเสริฐธรรมา

กัมมันตรงั สี

อันตรายจากกมั มนั ตรงั สี อกั เสบ เกดิ ตอ้ กระจก ตา ต่อมไทรอยด์
และอาจทำให้ตาบอดได้ อาจมกี าการไทรอยด์เป็นพิษ
และมีโอกาสเกิดมะเรง็ ตอ่ ม
ผลกระทบแบบเรื้อรัง ปอดถกู ทำลาย และมี ปอด
โอกาสเกิดมะเรง็ ปอดสูง ไทรอยด์
เมื่อได้รับกัมมันตภาพรังสีปริมาณ
ไม่เกิน 100 มิลลิซีเวิร์ต (mSv) ทางเดนิ อาหาร ผวิ หนัง
ตอ่ เน่ืองกนั เป็นเวลานานหลายปี ติดเชอื้ ในทางเดินอาหาร และการทำงาน เกิดการอักเสบ และมี
ของระบบยอ่ ยอาหารมปี ระสิทธิภาพลดลง
โอกาสสูงทจี่ ะเกดิ
ระบบสืบพันธุ์ มะเรง็ ผวิ หนัง
อาจทำให้เป็นหมนั และความผดิ ปกติ
บางอยา่ งอาจถ่ายทอดไปสู่ลูกหลานได้

ไขกระดูก
ถกู ทำลาย มีการสร้างเซลลเ์ ม็ดเลือดลดลง

และอาจก่อใหเ้ กิดมะเร็งเม็ดเลือดขาว

เรียบเรยี งโดย อ.นสิ ิตวิศรุต ประเสรฐิ ธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รศั มีมารีย์ (อ.พเ่ี ลีย้ ง)

กัมมันตรงั สี ปรมิ าณรังสี (mSv)

อันตรายจากกมั มันตรังสี 10000 คลื่นไส้ อาเจียน ท้องร่วง เซลล์เม็ดเลือดขาวลดลงอย่างรวดเร็ว
มาก ผมร่วง มีไข้ มีอาการอักเสบบริเวณปาก และลำคออย่าง
รนุ แรง ผิวหนังพองบวม อาจเสยี ชีวติ ภายใน 2 – 3 สปั ดาห์
ผลกระทบแบบเฉียบพลัน เมื่อ
ได้รับกัมมันตภาพรังสีปริมาณมากกว่า 100
มิลลิซีเวิร์ต (mSv) ในระยะเวลาเพยี งไมก่ ีว่ ัน 6000 คลื่นไส้ อาเจียน ท้องรว่ ง ภายใน 1 – 2 สัปดาห์ มีไข้ เซลล์เม็ด
เลือดขาวลดลงอย่างรวดเร็ว ผมร่วง มีอาการอักเสบบริเวณปาก
และลำคออยา่ งรนุ แรง อาจเสียชีวติ ภายใน 2 – 6 สปั ดาห์

3000 คลื่นไส้ อาเจียน ท้องเสีย มีไข้ เซลล์เม็ดเลือดขาวลดลงมาก เบื่อ
อาหาร ตัวซีด คอแห้ง ผมร่วง อาจเสียชีวติ ภายใน 3 – 6 สปั ดาห์

1000 ออ่ นเพลีย คลืน่ ไส้ อาเจยี น และเซลลเ์ ม็ดเลอื ดขาวลดลงมาก
500 เซลลเ์ ม็ดเลอื ดขาวลดลงเล็กน้อย

250 ไม่แสดงอาการผิดปกติใด ๆ

เรยี บเรยี งโดย อ.นสิ ติ วิศรตุ ประเสรฐิ ธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รัศมีมารีย์ (อ.พเ่ี ลีย้ ง)

เรยี บเรยี งโดย อ.นิสติ วศิ รุต ประเสรฐิ ธรรมา การเกิดปฏิกิรยิ าเคมี
และปฏกิ ิริยารีดอกซ์

ว31101 วทิ ยาศาสตรก์ ายภาพ 1
ชัน้ มธั ยมศึกษาปีท่ี 4

กลุ่มสาระการเรียนรูว้ ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนสาธิตมหาวทิ ยาลยั ศรีนครนิ ทรวโิ รฒ ปทุมวนั

และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รัศมมี ารีย์ (อ.พี่เล้ยี ง)

ปฏิกิรยิ าเคมี ปฏิกิริยาเคมี เป็นกระบวนการที่สารเกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี แล้วส่งผลให้

สมการเคมี เกิดเปน็ สารชนิดใหมข่ ึ้นมา ซง่ึ สารใหม่ทเี่ กดิ ขนึ้ จะมีสมบตั ิทแ่ี ตกตา่ งไปจากสารเดิม

การเกิดปฏิกิริยาเคมีระหว่างสารตั้งต้นเพื่อเกิดเป็น การเกิดปฏิกิรยิ าเคมดี ไู ด้จาก…..
ผลติ ภัณฑ์สามารถเขยี นแทนไดด้ ้วยสมการเคมี
✓ การเกดิ ตะกอน ✓ การเกิดฟองแกส๊
ลกู ศร ✓ การเปลีย่ นสี ✓ การเปลย่ี นแปลงอณุ หภูมิ
✓ การเปลย่ี นสกี ระดาษลติ มัส
A+B C+D
การดุลสมการเคมี การนำตัวเลขมาเติมหน้าสูตรเคมี
“สารต้ังต้น” “ผลติ ภัณฑ”์
ตัวอยา่ งเช่น เพื่อทำใหจ้ ำนวนอะตอมของสารตงั้ ต้นเท่ากบั ผลิตภณั ฑ์

ปฏิกริ ิยาระหว่างสารละลายกรดไฮโดรคลอริก กบั แมกนเี ซียม

2HCl(aq) + Mg(s) MgCl2(aq) + H2(g) ………C3H8 + ……….O2 ………...CO2 + …………H2O

ปฏิกริ ยิ าระหว่างสารละลายโซเดยี มไฮดรอกไซด์ กบั กรดไฮโดรคลอริก ……….H2SO4 + ………Fe ……….Fe2(SO4)3 + ……..H2

NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l) ………..NH3 + ………….O2 …………NO + ………….H2O

เรียบเรียงโดย อ.นิสติ วิศรุต ประเสรฐิ ธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รศั มมี ารีย์ (อ.พ่เี ลย้ี ง)

ปฏิกิรยิ าเคมี การระบสุ ถานะของสารในสมการเคมี

สมการเคมี (s) ของแขง็ (solid) (l) ของเหลว (liquid) (g) แก๊ส (gas) (aq) สารละลาย (aqueous)

“สถานะของสาร” “สถานะของสาร” “คายพลงั งาน” ปฏิกิริยาคายความร้อน ดูดพลังงานเข้าไปสลายพันธะ

CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g) + 890 kJ/mol นอ้ ยกวา่ ทคี่ ายออกมาสรา้ งพันธะสามารถเขยี นสมการไดด้ ังนี้
A + B C + D + heat
“สารตงั้ ต้น” “สารผลิตภัณฑ์” A + B – heat C + D
CH4 สถานะแกส๊ (g) CO2 สถานะแกส๊ (g) A + B C + D ∆H เป็นลบ
O2 สถานะแก๊ส (g) H2O สถานะแกส๊ (g)
ปฏิกิริยาดูดความร้อน ดูดพลังงานเข้าไปสลายพันธะ
“สถานะของสาร” “สถานะของสาร” “คายพลังงาน”
มากกวา่ ท่ีคายออกมาสร้างพสันาธมะารถเขียนสมการได้ดังนี้
2Na(s) + 2H2O(l) 2NaOH(aq) + H2(g) + พลังงาน A + B C + D - heat
A + B + heat C + D
“สารตงั้ ตน้ ” “สารผลติ ภัณฑ์” A + B C + D ∆H เป็นบวก
Na สถานะของแขง็ (s) NaOH สถานะสารละลาย (aq)
H2O สถานะของเหลว (l) H2 สถานะแกส๊ (g) และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รศั มีมารีย์ (อ.พ่เี ลย้ี ง)
เรียบเรยี งโดย อ.นสิ ิตวิศรุต ประเสรฐิ ธรรมา

ปฏิกิรยิ าเคมี ปฏกิ ริ ิยา A + B C+D

อตั ราการเกิดปฏกิ ิริยาเคมี ปริมาณของสาร A เวลา
20 กรัม 0 นาที
อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี หมายถึง ปริมาณของสารตั้ง 18 กรมั 2 นาที
ต้นที่ลดลง หรือปริมาณของผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาใน 16 กรมั 4 นาที
หน่งึ หน่วยเวลา 14 กรัม 6 นาที
สามารถเขยี นสตู รแสดงความสัมพนั ธไ์ ด้ ดังน้ี 12 กรัม 8 นาที

อัตราเกดิ ปฏิกิริยาเคมี = ปรมิ าณของสารตง้ั ตน้ ท่ีลดลง อัตราการเกิดปฏกิ ิริยา
เวลาที่ใช้ในการเกิดปฏิกิริยาเคมี ณ จดุ ใดจุดหนึง่
ปรมิ าณผลิตภัณฑท์ ี่เพิ่มข้ึน อตั ราการเกดิ ปฏกิ ิริยา
= เวลาทีใ่ ช้ในการเกดิ ปฏกิ ิรยิ าเคมี ณ ช่วงเวลาใดเวลาหนึง่

เรยี บเรยี งโดย อ.นสิ ิตวศิ รตุ ประเสรฐิ ธรรมา เวลาในการเกิดปฏกิ ิรยิ า
0 4 7 8 นาที

อัตราการเกดิ ปฏกิ ิริยาเฉล่ีย
และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รศั มมี ารีย์ (อ.พีเ่ ลี้ยง)

ปฏิกิรยิ าเคมี ปฏิกิริยาระหว่าง D และ E จะได้ F เปน็ สารผลิตภัณฑ์ ดังสมการ
D+E F
อัตราการเกิดปฏกิ ริ ยิ าเคมี
ก่อนเกิดปฏิกิริยามี D 15 กรัม หลังเกิดปฏิกิริยาเหลือ D อยู่ 7 กรัม ใช้เวลา
วธิ ที ำ ในการเกดิ ปฏิกิรยิ าท้ังหมด 10 นาที จงหาอตั ราการเกดิ ปฏิกริ ิยาเคมี (กรัม/นาที)

จากสูตร อตั ราเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี = ปรมิ าณของสารต้งั ตน้ ท่ลี ดลง พลังงานกับการดำเนินไปของปฏกิ ริ ิยา…
เวลาที่ใชใ้ นการเกิดปฏกิ ิรยิ าเคมี
ดดู ความร้อน

แทนค่าได้ อตั ราการเกดิ ปฏิกิรยิ าเคมี = 15 − 7 กรมั E Ea ผลิตภัณฑ์ คายความร้อน
= 180ก−รัม0 นาที ∆E Ea
= 010.8นการทมั ี /นาที สารตงั้ ตน้

การดำเนนิ ไปของปฏกิ ริ ิยา E

ดังนั้น อตั ราการเกดิ ปฏิกริ ิยาเคมมี ีค่าเท่ากับ 0.8 กรัม/นาที พลังงานก่อกัมมันต์ (Ea) คือ พลังงาน สารต้งั ต้น ∆E
ที่น้อยที่สุดที่การชนกันของอนุภาคสาร ผลิตภัณฑ์
ต้ังต้นแลว้ ทำใหเ้ กดิ ปฏกิ ิริยาเคมี
การดำเนนิ ไปของปฏกิ ิรยิ า

เรียบเรยี งโดย อ.นิสติ วศิ รุต ประเสริฐธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รศั มมี ารีย์ (อ.พ่ีเลี้ยง)

ปฏิกิรยิ าเคมี

อตั ราการเกิดปฏิกิรยิ าเคมี ปจั จยั ท่ีมีผลตอ่ อตั ราการเกิดปฏิกริ ยิ าเคมี ความเข้มขน้ ของสารต้ังตน้

ธรรมชาติของสารตง้ั ตน้ ✓ สารต้ังตน้ มีความเขม้ ข้นตำ่

สารแต่ละชนิดจะมีความสามารถในการ สารละลายเจอื จาง อนุภาคของสารจะมีโอกาส
เกดิ ปฏิกริ ิยาเคมีทแี่ ตกตา่ งกนั ชนกนั ได้น้อย อัตราการเกิดปฏิกิริยา
อนภุ าคของ เคมีก็จะชา้
โลหะ Cu ไมท่ ำ สารตัง้ ต.น A
ปฏิกริ ยิ ากับ HCl อนุภาคของ สารละลายเขม) ขน)
สารตั้งต.น B

โลหะ Mg ทำปฏิกริ ยิ า ✓ สารตั้งตน้ มีความเขม้ ขน้ สูง อนภุ าคของ
กับ HCl เกิดแก๊ส H2 อนุภาคของสารจะมีโอกาสชน สารตง้ั ตน. A
อนภุ าคของ
กันได้มาก อัตราการเกิดปฏิกิริยา สารต้ังตน. B
เคมีกจ็ ะเรว็

เรียบเรียงโดย อ.นิสิตวศิ รุต ประเสรฐิ ธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รัศมีมารีย์ (อ.พเ่ี ลย้ี ง)

ปฏิกิรยิ าเคมี

อตั ราการเกิดปฏกิ ริ ิยาเคมี ปัจจัยที่มีผลตอ่ อตั ราการเกดิ ปฏกิ ิริยาเคมี อณุ หภมู ิ

พืน้ ทผี่ วิ ของสารตง้ั ต้น ✓ อุณหภมู สิ ูงข้นึ อัตราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมจี ะมีคา่ เพ่มิ ขึ้น

✓ สารตั้งต้นพน้ื ท่ีผิวน้อย อัตราการเกดิ ปฏกิ ิรยิ าเคมกี ็จะชา้ อนุภาคของ อนุภาคของ เพม่ิ พลงั งานจลน์ ทำให้
สารต้ังตน( A สารตัง้ ตน( B อนุภาคของสารเคลอ่ื นทไ่ี ด้

สารต้ังต(น A ทม่ี ี เร็วขน้ึ
อนภุ าคขนาดใหญ9
อนภุ าคของ
สารต้งั ตน( B ✓ อุณหภูมิลดลง อัตราการเกิดปฏกิ ิริยาเคมีจะมีคา่ ลดลง

✓ สารตัง้ ตน้ พื้นทผี่ ิวมาก อัตราการเกิดปฏิกริ ยิ าเคมกี จ็ ะเรว็

อนุภาคของ สารตั้งต(น A ทม่ี ี อนุภาคของ อนุภาคของ
สารต้ังต(น B อนุภาคขนาดเลก็ สารต้งั ต(น A สารตง้ั ตน( B

เรียบเรียงโดย อ.นิสิตวศิ รตุ ประเสริฐธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รศั มีมารีย์ (อ.พ่เี ลย้ี ง)

ปฏิกิรยิ าเคมี

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ปัจจยั ท่มี ผี ลต่ออตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี ความดัน สถานะแก๊ส (Gas)

ตวั เรง่ ปฏกิ ิรยิ า ✓ การเพิ่มความดัน ทำให้โมเลกุลของแก๊สอยู่ใกล้กัน จึงมี
โอกาสชนกันมากขึน้ สามารถเกิดปฏกิ ิรยิ าได้เร็วข้นึ
✓ ตวั เร่งปฏกิ ริ ิยา สารที่เติมลงไปแลว้ ทำให้ปฏกิ ิริยาเกิดเรว็ ขน้ึ

✓ ตวั หนว่ งปฏกิ ริ ิยา สารทีเ่ ตมิ ลงไปแล้วทำให้ปฏิกริ ิยาเกิดชา้ ลง อนภุ าคของ อนภุ าคของ ปริมาตรลดลง
สารตั้งต.น A สารตง้ั ต.น B
ปฏิกริ ยิ าทเ่ี ติมตัวหนว่ งปฏกิ ริ ยิ า

Ea ปฏกิ ริ ิยาท่สี ภาวะปกติ

E ปฏกิ ริ ิยาท่ีเตมิ ตวั เร่งปฏกิ ริ ิยา

สารตั้งต้น ผลติ ภณั ฑ์

การดำเนินไปของปฏกิ ริ ยิ า เพมิ่ ความดนั

เรยี บเรียงโดย อ.นิสิตวศิ รุต ประเสรฐิ ธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รัศมมี ารีย์ (อ.พเี่ ลี้ยง)

ปฏิกิรยิ าเคมี

ปฏิกิรยิ ารีดอกซ์ ปฏิกิริยารีดอกซ์ ปฏิกิริยาเคมีที่มีการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากสารหนึ่งไปอีกสารหนึ่ง
ทำให้เลขออกซิเดชันของธาตุเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งจะทำให้อะตอมของธาตุบางธาตุสูญเสียหรือ
ได้รบั อิเลก็ ตรอน
หลกั การคดิ เลขออกซเิ ดชนั
เลขออกซิเดชัน ค่าประจุไฟฟ้าที่สมมติขึ้นของไอออน
✓ ธาตแุ ละไอออนท่ีมเี ลขออกซิเดชันคงท่ี
- ธาตหุ มู่ I, II และ III มีเลขออกซิเดชันเป็น +1, +2 และ +3 หรืออะตอมของธาตุ โดยคำนวณจากการรับหรือการจ่าย
- ธาตุฟลอู อรนี (F) มเี ลขออกซิเดชันเปน็ -1 เสมอ อเิ ล็กตรอน หรือการใช้พนั ธะรว่ มกนั

- ธาตุแทรนซิชัน ได้แก่ Ag, Zn และ Sc มีเลขออกซิเดชันเป็น +1, คำนวณเลขออกซิเดชันของธาตุต่าง ๆ ในสารต่อไปนี้
+2 และ +3
- กลมุ่ ไอออน เชน่ SO42-, SO32-, NO3-, PO43-, CN-, OH-, CrO42- S8 KMnO4 H2SO4
✓ ธาตุอิสระทกุ ตัวมเี ลขออกซเิ ดชัน เทา่ กบั 0 CaCO3 PbO2 I2

✓ ธาตุไฮโดรเจน (H) มีเลขออกซิเดชันเป็น + 1 ถ้าเป็นพันธะโคเวเลนต์ ✓ เลขออกซิเดชนั ของสารประกอบรวมกนั จะมคี ่าเทา่ กบั 0
และ -1 ถา้ เปน็ พันธะไอออนิก
✓ ธาตุท่ีมคี า่ EN สงู กวา่ จะแสดงประจลุ บ

เรยี บเรียงโดย อ.นสิ ิตวิศรุต ประเสรฐิ ธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รศั มีมารีย์ (อ.พ่เี ลี้ยง)

ปฏิกิรยิ าเคมี H
+1
-1

Li Be BCN O F
+1 +2 +3 +4 +5 +2 -1

ตัวอย่างเลขออกซเิ ดชนั ของธาตบุ างชนดิ +2 +4 -1/2
-4 +3 -1

+2 -2
+1
-3

Na Mg Al Si P S Cl
+1 +2 +3 +4 +5 +6 +7
-4 +3 +4 +6
-3 +2 +5
-2 +4
+3
+1
-1

K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br
+2 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +6 +5 +4 +2 +2 +3 +4 +5 +6 +5
+3 +4 +5 +6 +5 +4 +3 +1 -4 +3 +4 +3
+2 +3 +4 +5 +4 +3 +2 -3 -2 +1
+1 +2 +3 +4 +3 +2 +1 -1
+1 +2 +3 +2 +1
+1 +2 +1
+1

Rb Sr In Sn Sb Te I
+1 +2 +3 +4 +5 +6 +7
+2 +3 +4 +5
-3 -2 +1
-1

เรียบเรยี งโดย อ.นสิ ิตวิศรุต ประเสริฐธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รัศมีมารีย์ (อ.พี่เล้ยี ง)

ปฏิกิรยิ าเคมี

ปฏกิ ริ ยิ ารดี อกซ์ 2. ครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน คือ ปฏิกิริยาที่มีการรับอิเล็กตรอน
เป็นปฏิกิริยาทีม่ เี ลขออกซิเดชันลดลง
ปฏิกริ ยิ ารีดอกซ์ (Redox reaction)
+2 0
ประกอบด้วย
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s)
Reduction + Oxidation
“ตวั ออกซิไดส์”
เมอื่ รวมทงั้ 2 ปฏิกริ ยิ าเขา้ ด้วยกนั จะได้

1. ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน (Oxidation) คือ ปฏิกิริยาที่มี +2 0 0 +2
การจ่ายอเิ ลก็ ตรอนเป็นปฏกิ ริ ิยาที่มเี ลขออกซเิ ดชันเพ่ิมขึ้น
Cu2+(aq) + Zn(s) Cu(s) + Zn2+(aq)
0 +2
“ปฏิกิรยิ ารดี อกซ์”
Zn(s) Zn2+(aq) + 2e-

“ตวั รีดวิ ซ์” ตัวรีดวิ ซ์ (Reducing agent) สารท่ที ำหน้าท่จี า่ ยอเิ ล็กตรอนให้สารอน่ื
ตัวออกซิไดส์ (Oxidizing agent) สารทีท่ ำหน้ารับอิเลก็ ตรอนจากสารอ่ืน

เรยี บเรยี งโดย อ.นิสิตวิศรตุ ประเสริฐธรรมา และ ผศ.ดร.คณาภรณ์ รศั มมี ารีย์ (อ.พ่ีเล้ยี ง)