1
เอกสารประกอบการเรียนรู้วชาเคมีเพิ่มเติม
ิ
ชั้นมธยมศึกษาปีที่ 4
ั
จัดท าโดย นายวัชรินทร์ เลาะหะนะ
ชื่อ............................................................เลขที่...............รหัสประจ ำตัว...........................
ุ
โรงเรียนบำงพลีรำษฎร์บ ำรุง อ ำเภอบำงพลี จังหวัดสมทรปรำกำร
สังกัดส ำนักงำนเขตพื้นที่กำรศึกษำมัธยมศึกษำเขต 6
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
2
ั้
แผนผังแสดงขนตอนการเรียนร ู้
้
ุ
โดยใชชดกิจกรรมการเรียนร ู้
1. อ่านค าชี้แจง/ค าแนะนาการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้
ไม่ผ่าน
2. ศึกษาชุดกิจกรรมการเรียนรู้โดยปฏิบัติกิจกรรม
- ท าแบบทดสอบก่อนเรียน
- ศึกษาใบความรู้
- ศึกษาล าดับแนวความคิดต่อเนื่องภายในเล่ม
- ท าใบกิจกรรม
- ท ากิจกรรมสัมมนาอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
- ท าแบบทดสอบหลังเรียน
3. ตรวจสอบค าตอบแบบทดสอบก่อนเรียน –หลังเรียน
และใบกิจกรรม การประเมิน
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
3
ุ
ค าแนะน าการใช้ชดกิจกรรมการเรียนรู้ส าหรบคร
ั
ู
กำรจัดกิจกรรมกำรเรียนรู้โดยใช้ชุดกิจกรรมกำรเรียนรู้ เรื่องอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมี ชั้นมัธยมศึกษำปีที่
้
5 เล่ม 1 อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมี มีจุดมุ่งหมำยเพื่อช่วยใหกำรด ำเนินกิจกรรมกำรเรียนรู้บรรลุวัตถุประสงค์
กำรเรียนรู้และ มีประสิทธิภำพ ผู้สอนควรเตรียมควำมพร้อมและปฏิบัติตำมค ำแนะน ำ ดังต่อไปนี้
1. ศึกษำรำยละเอียดเกี่ยวกับแผนกำรจัดกำรเรียนรู้ เนื้อหำที่สอน เอกสำรชุดกิจกรรมเสริมทักษะทำง
่
วิทยำศำสตร์ และค ำชี้แจงต่ำง ๆ ให้เข้ำใจกอนด ำเนินกิจกรรมกำรเรียนร ู้
2. เตรียมสื่ออุปกรณ์ในกำรจัดกิจกรรมกำรเรียนรู้ให้พร้อมและครบจ ำนวนนักเรียนในชั้นเรียนแต่ละ
กลุ่ม
3. เมื่อมีกิจกรรมกลุ่มให้แบ่งนักเรียนเป็นกลุ่ม ๆ ละ 5-8 คน จ ำนวนกลุ่มขึ้นอยู่กับ
นักเรียนในชั้นเรียน โดยคละนักเรียนเรียนเก่ง ปำนกลำง และอ่อน ให้มีกำรเลือกประธำนและ
เลขำนุกำรกลุ่ม และแบ่งหน้ำที่ควำมรับผิดชอบแก่สมำชิกในกลุ่ม
4. ก่อนจัดกิจกรรมกำรเรียนรู้ ครูควรชี้แจงให้นักเรียนเข้ำใจบทบำทของตนเองแนะน ำขั้นตอนกำรใช้
ชุดกิจกรรมกำรเรียนรู้ แนวปฏิบัติในระหว่ำงกำรด ำเนินกิจกรรมกำรเรียนรู้ แล้วจึงให้ท ำแบบทดสอบกอนเรียน
่
5. ขณะที่นักเรียนท ำกิจกรรม ครูคอยให้ควำมช่วยเหลือ แนะน ำ และกระตุ้นให้นักเรียนท ำกิจกรรม
ั้
้
อย่ำงกระตือรือร้น และตอบข้อสงสัยต่ำง ๆ ระหว่ำงเรียน พรอมทงสังเกตและประเมินพฤติกรรมกำรท ำงำน
ของนักเรียน
ั
ี
6. เมื่อนักเรียนปฏิบัติกิจกรรมครบถ้วน ให้นักเรียนท ำแบบทดสอบหลงเรยน แล้วน ำผลทดสอบก่อน
เรียนและหลงเรียนแจ้งให้นักเรียนทรำบควำมก้ำวหน้ำทำงกำรเรียน
ั
่
7. กำรวัดและประเมินผล ประเมินจำกแบบทดสอบกอนเรียนและหลังเรียน สังเกต
พฤติกรรมกำรปฏิบัติงำนกลุ่ม ประเมินผลกำรปฏิบัติงำน ตรวจใบกิจกรรม
็
8. เมื่อสิ้นสุดกำรปฏิบัติกิจกรรมกำรเรียนรู้ ครูให้นักเรียนร่วมตรวจสอบ เกบชุดกิจกรรมกำรเรียนร ู้
ุ
วัสดุ สิ่งของ และอปกรณ์ให้เรียบร้อย เพื่อสะดวกในกำรใช้ครั้งต่อไป
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
4
ค าแนะน าการใช้ชดกิจกรรมเสริมทักษะวิทยาศาสตร์ส าหรบนักเรียน
ุ
ั
กำรเรยนรู้โดยใช้ชุดกิจกรรมกำรเรียนร เรื่องอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมี ชั้นมัธยมศึกษำปีท 5 เล่ม 1 อัตรำ
ี่
ู้
ี
กำรเกิดปฏิกิริยำเคมี ให้นักเรียนปฏิบัติตำมขั้นตอนด้วยควำมซื่อสัตย์และตั้งใจ ดังนี้
1. ชุดกิจกรรมกำรเรียนรู้ เล่ม 1 อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำ ใช้เวลำเรียน 4 ชั่วโมง
่
2. แบงกลุ่ม ๆ ละ 5 - 8 คน โดยคละควำมสำมำรถนักเรียนในกลุ่มเป็นเก่ง ปำนกลำงและอ่อน
3. อ่ำนค ำชี้แจง ค ำแนะน ำกำรใช้ชุดกจกรรมกำรเรียนรู้ ขั้นตอนกำรเรียนโดยใช้ ชุดกิจกรรมกำรเรยนรู้ ให ้
ิ
ี
เข้ำใจก่อนลงมือศึกษำชุดกิจกรรมกำรเรียนร ู้
4. ศึกษำสำระกำรเรียนรู้ มำตรฐำนกำรเรียนรู้ ผลกำรเรียนรู้ และจุดประสงค์กำรเรียนร ู้
่
5. ท ำแบบทดสอบกอนเรียน (Pre - Test) ชุดกจกรรมกำรเรยนร เรองอัตรำกำรเกิดปฏิกิรยำเคมี จ ำนวน
ิ
ู้
ิ
ื่
ี
20 ข้อ เพื่อตรวจสอบควำมรู้พื้นฐำน บันทึกผลคะแนนที่ได้
6. ปฏิบัติกิจกรรมตำมขั้นตอนในชุดกิจกรรมกำรเรียนร ู้
้
้
7. เมื่อปฏิบัติกิจกรรมต่ำง ๆ เสร็จเรียบรอยแลว ให้ตรวจสอบค ำตอบได้จำกเฉลยใบกิจกรรมในภำคผนวก
ท้ำยเล่ม
ั
ั
8. ท ำแบบทดสอบหลงเรียน (Post - Test) ชุดกิจกรรมกำรเรียนรู้ เรื่องอตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมี จ ำนวน
20 ข้อ
ี
ี่
้
9. ตรวจค ำตอบจำกเฉลยแบบทดสอบหลงเรยน (Post - Test) พรอมบนทกผลคะแนนทได้แลว
ึ
้
ั
ั
ึ่
่
ี
เปรียบเทียบกบคะแนนจำกแบบทดสอบกอนเรยนเพื่อตรวจสอบควำมก้ำวหน้ำทำงกำรเรียน ซงนักเรียนต้อง
ั
่
ั
่
ท ำแบบทดสอบหลงเรียน (Post – Test) ได้ร้อยละ 80 ขึ้นไปจึงจะผำนเกณฑ์ ถ้ำนักเรียนไม่ผำนเกณฑ์ตำมท ี่
ั
ก ำหนด ให้ทบทวนเนื้อหำ แล้วให้ทำแบบทดสอบหลงเรยนอกครง หำกผ่ำนเกณฑ์ให้ศึกษำชุดกิจกรรมกำร
ี
ี
ั้
เรียนรู้ เล่ม 2 ต่อไป
ข้อควรปฏิบัติ
ื
ู้
1. หำกมีข้อสงสัยให้ขอค ำอธิบำยหรอถำมครูผสอน เพื่อร่วมกันสรุปข้อสงสัยนั้น ๆ
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
5
ิ
ิ
ี
ื่
ี
ั
2. เพื่อให้เกดประโยชน์สูงสุด นักเรยนต้องมีควำมซอสตย์ต่อตนเอง ไม่เปดดูเฉลยจนกว่ำนักเรยนจะทำ
กิจกรรมเสร็จ เพื่อตรวจสอบควำมก้ำวหน้ำทำงกำรเรียน
์
ู้
มาตรฐานการเรียนรู้ สาระการเรียนรู้ ผลการเรียนรู้ และจุดประสงคการเรียนร
มาตรฐานการเรียนรู้
สาระที่ 3 สารและสมบัติของสาร
มำตรฐำน ว 3.2 เข้ำใจหลักกำรและธรรมชำติของกำรเปลี่ยนแปลงสถำนะของสำร กำรเกิดสำรละลำย กำร
ื
ื่
เกิดปฏิกริยำ มีกระบวนกำรสบเสำะหำควำมรู้และจิตวิทยำศำสตร์ สอสำรสิ่งที่เรียนรู้ และน ำควำมรู้ไปใช้
ิ
ประโยชน์
สาระการเรียนรู้
- ควำมหมำยอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมี
ิ
ิ
- แนวคิดเกี่ยวกับอัตรำกำรเกดปฏิกริยำเคมี
- ปัจจัยที่มีผลต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมี
จุดประสงค์การเรียนรู้
เมื่อนักเรียนศึกษำชุดกิจกรรมกำรเรียนรู้ เรื่องอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมี ชั้นมัธยมศึกษำปีที่ 5 เล่ม 1
ิ
อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมี แล้วนักเรียนสำมำรถ
1. ด้านพุทธพิสัย (Knowledge : K)
ิ
ิ
1.1 อธิบำยควำมหมำยของอัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมีได้
ั
1.2 อธิบำยแนวคิดเกี่ยวกบอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีได้
ิ
1.3 อธิบำยปัจจัยที่มีผลต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมี
2. ด้านทักษะพิสัย (Process: P)
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
6
้
2.1 ทกษะกระบวนกำรสบเสำะหำควำมร 2.2 ทกษะกระบวนกำรแกปัญหำ
ั
ู้
ื
ั
ั
2.3 ทกษะกำรสื่อสำร 2.4 ทกษะกระบวนกำรน ำควำมรู้ไปใช้
ั
ั
2.5 ทกษะกำรท ำงำนกลุ่ม 2.6 ทักษะกำรทดลอง
3. ด้านจิตพิสัย (Attitude: A)
3.1 ซื่อสัตย์สุจริต 3.4 มุ่งมั่นในกำรท ำงำน 3.6 มีจิตสำธำรณะ
3.2 มีวินัย 3.5 ตระหนักในคุณค่ำและมีเจตคติที่ดีต่อ 3.7 มีควำมพอเพียง
3.3 ใฝ่เรียนร วิชำวิทยำศำสตร ์
ู้
แบบทดสอบก่อนเรียน (Pre-test)
เล่มที่ 1 เรื่องอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคม
ี
ค าชี้แจง : 1. แบบทดสอบเป็นแบบปรนัยมีทั้งหมด 20 ข้อ 20 คะแนน เวลำ 30 นำท ี
2. ให้นักเรียนท ำเครื่องหมำยกำกบำท (X) ทับตัวอักษร ก ข ค ง ที่เห็นว่ำถูกต้อง
ที่สุดเพียงข้อเดียวลงในกระดำษค ำตอบ
้
1. ในปฏิกริยำ Mg (s) + 2HCl (aq) ----> MgCl2 (aq) + H2 (g) พบว่ำเมื่อปฏิกิริยำใกลจะสิ้นสุดนั้น อัตรำ
ิ
กำรเกิดปฏิกริยำไฮโดรเจนจะลดลง ทั้งนี้เพรำะเหตุใด
ิ
1. ผลิตภัณฑ์รวมตัวกลับไปเป็นสำรตั้งต้นมำกขึ้น
2. ควำมเข้มข้นของสำรตั้งต้นลดลง
3. อุณหภูมิของของผสมจะลดลง เนื่องจำกพลังงำนถูกใช้ไป
4. ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นทำหน้ำที่เป็นตัวขัดขวำงปฏิกิริยำ
2. ในกำรทดลองวัดปริมำตรของแกสไฮโดรเจนที่เกิดจำกปฏิกิริยำระหว่ำงโลหะอลูมิเนียมกับสำรละลำยไฮโดร
๊
คลอริกโดยจับเวลำที่เก็บแก๊สได้ทกๆ 1 cm3 นำข้อมูลมำเขียนกรำฟแสดงควำมสัมพันธ์ระหว่ำงปริมำตรของ
ุ
แก๊สไฮโดรเจนกับเวลำ แล้วหำค่ำควำมชันของกรำฟ ณ เวลำ 50, 100, 150, 200 และ 300 วินำที ถ้ำผลกำร
ทดลองถูกต้อง ควำมชันของกรำฟ ณ เวลำใดสูงที่สุด
1. 50 วินำที
2. 150 วินำท ี
3. 200 วินำที
4. 300 วินำท ี
3. กรำฟในข้อใดที่จะแทนควำมสัมพันธ์ระหว่ำง
ิ
ิ
ี่
Y (ควำมเข้มข้นของ HI) กับ X (เวลำทปฏิกริยำด ำเนินไปของปฏิกริยำ H (g) + I (g) ---> 2HI (g))
2
2
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
7
1. A
2. B
3. C
4. D
4. ก๊ำซ AB สลำยตัว ได้ตำมสมกำร 2AB (g) ---> 2AB (g) + B (g) ถ้ำอัตรำกำรสลำยตัวของ AB เท่ำกับ
2
2
2
2
–3 –1
2
k mol.dm .s อัตรำกำรเกิด B จะเป็นเท่ำใด
1
1. k /4
1
2. K /2
1
3. K
1
4. 2k 1
ค าชี้แจง ข้อมูลต่อไปนี้ ใช้ประกอบกำรตอบคำถำมข้อ 5–6
จำกผลกำรทดลองหำอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีระหว่ำงโลหะแมกนีเซียมกบกรดไฮโดรคลอรก ได้ผลดังต่อไปนี้
ิ
ั
3
3
5. อัตรำกำรเกิดของแก๊สไฮโดรเจนที่ปริมำตรระหว่ำง 4 – 5 cm มีค่ำกี่ cm /s
1. 1/20
2. 1/90
3. 1/110
4. 5/320
1
6. อัตรำเฉลี่ยกำรเกิด H มีค่ำเท่ำกับ mol/s อัตรำกำรใช้ HCl เป็นกี่ mol/s
2
64 22.4 10 3
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
8
1
1.
128 22.4 10 3
1
2.
64 22.4 10 3
1
3.
32 22.4 10 3
1
4.
16 22.4 10 3
ั
7 . ในกำรทดลองท ำปฏิกิริยำฟิสชันของสำรกัมมันตรงสีชนิดหนึ่ง ได้ผลกำรทดลองสรุปได้ดังกรำฟ
ก. ถ้ำปลอยให้ปฏิกิริยำเกิดขึ้นอย่ำงสมบรณ์ อัตรำเร็วเฉลี่ยของปฏิกิริยำเป็นกี่โมลต่อวินำท ี
่
ู
่
ิ
ิ
ข. ถ้ำหยุดปฏิกริยำเมื่อเวลำผำนไป 8 วินำที อัตรำเร็วเฉลี่ยของปฏิกริยำเป็นกี่โมลต่อวินำท ี
ข้อใดเป็นค ำตอบของ 1 และ 2
ข้อ 1 2
1 0.125 0.100
2 0.500 0.125
3 0.500 0.400
4 0.500 0.500
8. A B และ C อยู่ในภำชนะเดียวกัน A ทำปฏิกริยำกบ B แล้วได้สำร X ดังสมกำร A + 2B ---> X และ A ทำ
ิ
ั
ปฏิกิริยำ กับ C ได้สำร Y กำรวัดมวลของสำรที่เวลำต่ำงๆ ได้ผลดังนี้
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
9
1. A + C ---> Y 4 นำที
2. 2A + C ---> Y 4 นำท ี
3. A + 2C ---> Y 3 นำที
4. 2A + C ---> Y 3 นำท ี
9. แฟกเตอร์ที่มีอิทธิพลต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมี คือ
1. ควำมเข้มข้นของสำรละลำย ควำมดัน ตัวคะตะเลส พันธะโคเวเลนต์
2. พันธะโคเวเลนต์ อุณหภูมิ ควำมเข้มข้นของสำรละลำย ควำมดัน
3. อุณหภูมิ ควำมเข้มข้นของสำรละลำย พื้นที่ผิว ตัวคะตะเลส
4. อุณหภูมิ พันธะโคเวเลนต์ พื้นที่ผิว ตัวคะตะเลส
ิ
ี่
ั
ี
10. กำรวัดอัตรำเฉลี่ยของปฏิกิริยำระหว่ำงโลหะสงกะสกับกรดไฮโดรคลอรกในน้ ำทอุณหภูมิเดียวกันได้ผลดัง
ตำรำง
ิ
ปัจจัยที่มีผลต่ออัตรำเฉลี่ยของปฏิกริยำในกำรทดลองนี้
ก. ปริมำณของสังกะส ี
ข. พื้นที่ผิวของสังกะส ี
ิ
ค. ควำมเข้มข้นของกรดไฮโดรคลอรก
ข้อใดถูกต้อง
1. ก. และ ข. เท่ำนั้น
2. ข. และ ค. เท่ำนั้น
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
10
3. ก. และ ค. เทำนั้น
่
4. ก. ข. และ ค.
11. ผลกำรทดลอง ส ำหรบปฏิกิริยำ 2NO (g) + H (g) --->H O (g) + N O (g) เป็นดังนี้
ั
2
2
2
อัตรำเร็วของปฏิกริยำ เป็นสัดส่วนกับควำมเข้มข้นของสำรตั้งต้น ตำมข้อใด
ิ
1. [NO] [H ]
2
2
2. [NO] [H ]
2
2
3. [NO] [H ]
2
2
4. [2NO] [H ]
2
12. ในกำรศึกษำปฏิกิริยำระหว่ำงฮีโมโกลบิน (Hb) กับคำร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ที่ 20 C, pH 7.3 มีสมกำร
o
ดังนี้ 4Hb + 3CO ---> Hb (CO)ได้ผลกำรทดลองดังนี้
4
ในขณะที่ควำมเข้มข้นของ Hb เป็น 3.0 mol/dm และของ CO เป็น 2.00 mol/dm อัตรำกำรหำยไปของ
3
3
3
Hb เป็นกี่ mol/dm
1. 0.90
2. 1.80
3. 2.70
4. 3.60
13.
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
11
กรำฟที่แสดงกำรด ำเนินของปฏิกิริยำ
2HI ---Au--> H2 + I2 เส้นใดบ้ำงที่แสดงว่ำอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำ ไม่ขึ้นกับควำมเข้มข้นของสำรตั้งต้น
1. 1 และ 4
2. 2 และ 5
3. 3 และ 5
4. 2 และ 4
14. กรำฟที่แสดงต่อไปนี้ เป็นของปฏิกิริยำ CO (g) + NO (g) <---> CO (g) + NO(g) ข้อควำมใดถูกต้อง
2
2
1. พลังงำนกระตุ้นของปฏิกิริยำย้อนกลับเทำกับ (X + Y)
่
2. ปฏิกริยำย้อนกลับคำยพลังงำนเท่ำกับ X
ิ
ิ
3. ปฏิกริยำไปข้ำงหน้ำเป็นปฏิกิริยำดูดควำมรอน
้
่
4. อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำไปข้ำงหน้ำเทำกับอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำย้อนกลับ
ค าชี้แจง ข้อมูลต่อไปนี้ ใช้ประกอบกำรตอบค ำถำมข้อ
15 – 16 ปฏิกิริยำชนิดหนึ่ง จำกสำรเริ่มต้น A เกิดเป็นสำรใหม่ E มีกำรเปลี่ยนแปลงพลังงำนตำมที่แสดงไว้ใน
รูปข้ำงล่ำงนี้
15. ปฏิกิริยำนี้เกิดขึ้นเป็นขั้นๆ ขั้นที่ช้ำที่สุดคือขั้นใด
1. A ---> C
2. B ---> D
3. C ---> D
4. C ---> E
16. ปฏิกิริยำนี้เป็นแบบอะไร
1. ดูดควำมร้อนเทำกับ W – Y
่
่
2. ดูดควำมร้อนเทำกับ Z
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
12
3. คำยควำมร้อนเท่ำกับ X
4. คำยควำมร้อนเท่ำกับ Z – X
ิ
ั
17. ข้อสรุปเกี่ยวกบปฏิกิริยำ A และปฏิกริยำ B จำกกรำฟนี้ ข้อใดถูกต้อง
ิ
1. อัตรำของปฏิกริยำ A เร็วกว่ำอัตรำของปฏิกริยำ B เพรำะปฏิกิริยำ A เป็นปฏิกริยำคำยควำมร้อน
ิ
ิ
2. อัตรำของปฏิกริยำ B เร็วกว่ำอัตรำของปฏิกริยำ A เพรำะปฏิกิริยำ B เป็นปฏิกริยำดูดควำมร้อน
ิ
ิ
ิ
ั
ิ
ิ
ิ
่
3. อัตรำของปฏิกริยำ A เร็วกว่ำอัตรำของปฏิกริยำ B เพรำะพลงงำนกอกัมมันต์ของปฏิกริยำ A น้อย
ิ
กว่ำของปฏิกริยำ B
ิ
ิ
ั
ิ
่
4. อัตรำของปฏิกริยำ B เร็วกว่ำอัตรำของปฏิกริยำ A เพรำะพลงงำนกอกัมมันต์ของปฏิกริยำ B สูง
กว่ำของปฏิกริยำ A
ิ
18. จำกปฏิกิริยำ CaCO (s) + 2HCl (aq) ---> CaCl (aq) + H O (l) + CO (g) เมื่อเพิ่มอุณหภูมิของระบบ
2
2
2
3
พลังงำนก่อกัมมันต์จะเปลี่ยนแปลงอย่ำงไร
1. เพิ่มขึ้น
2. คงท ี่
3. ลดลง
ื
4. ต้องทรำบว่ำปฏิกิริยำดูดหรอคำยพลังงำนจึงจะพิจำรณำได้
19. ปฏิกิริยำ A (s) + B (aq) ---> C (aq) + D (aq) เป็นปฏิกิริยำคำยควำมร้อน อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำจะ
เพิ่มขึ้นเมื่อใด
1. ลดขนำดของ A เพิ่มควำมเข้มข้นของ B ลดอุณหภูมิ
2. ลดปริมำณของ D เพิ่มควำมเข้มข้นของ B ลดอุณหภูมิ
3. เพิ่มขนำดของ A ลดควำมดัน เพิ่มอุณหภูมิ
4. ลดขนำดของ A เติมตัวเร่งปฏิกิริยำ เพิ่มอณหภูมิ
ุ
20. มีสำร 3 ชนิด คือ A, B และ C ซึ่งถ้ำทำปฏิกิริยำกัน จะได้สำร D แต่ถ้ำเลือก 2 ชนิดที่เหมำะสมมำท ำ
ปฏิกิริยำกัน พบว่ำจะได้ผลิตภัณฑ์เหมือนกัน แต่ใช้เวลำนำนกว่ำ ปฏิกิริยำในกำรผสมสำร 3 ชนิด เกิดขึ้น 2
ขั้นดังนี้ A + C ---> AC
AC + B ---> D + C
ข้อใดผิด
ี่
1. สำร 2 ชนิดทเหมำะสม ที่น ำมำผสมกัน คือ A และ B
ิ
2. สำร C เป็นตัวเร่งปฏิกริยำ
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
13
3. สำร AC ไม่อยู่ตัว จะเกิดกำรเปลี่ยนแปลงต่อไป
4. ถ้ำผสม A และ C เข้ำด้วยกัน A จะเป็นตัวหน่วงปฏิกริยำ
ิ
ใบความร
ู้
บทที่ 6
อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี (Rate of Chemical Reaction)
1. ความหมายของอัตราการเกิดปฏิกิริยา
อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมี หมำยถึง ปริมำณสำรตั้งต้น (Reactant) ที่ลดลง หรือปริมำณที่สำร
ิ
ิ
ผลิตภัณฑ์ (Product) ที่เกิดขึ้นจำกปฏิกริยำที่เกิดขึ้นช่วงหน่วยเวลำ (วินำที นำที หรือชั่วโมง) สำมำรถเขียน
ควำมสัมพันธ์ในเชิงคณิตศำสตร์ได้ดังนี้
ปริมำณสำรตั้งต้นที่ลดลง
ิ
อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมี =
ิ
ระยะเวลำที่เกิดปฏิกิรยำ
ิ
ปริมำณสำรผลิตภัณฑ์ที่เกดขึ้น
ิ
หรือ อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมี =
ิ
ระยะเวลำที่เกิดปฏิกิรยำ
ควำมหมำยของอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมี เมื่อพิจำรณำปฏิกิริยำระหว่ำงสำร A กับสำร B เกิดสำร C และ D
ดังสมกำร
สำมำรถเขียนควำมสัมพันธ์ในเชิงคณิตศำสตร์ได้ดังนี้
ปริมำณสำร A ที่ลดลง (ใช้ไป)
อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมี =
ิ
ระยะเวลำที่เกดปฏิกิริยำ
ิ
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
14
ปริมำณสำร B ที่ลดลง (ใช้ไป)
ิ
หรือ อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมี =
ระยะเวลำที่เกิดปฏิกิรยำ
ิ
ปริมำณสำร C ที่เกิดขึ้น
หรือ อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมี =
ิ
ระยะเวลำที่เกิดปฏิกิริยำ
ปริมำณสำร D ที่เกิดขึ้น
ิ
หรือ อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมี =
ระยะเวลำที่เกิดปฏิกิริยำ
1.1 กรำฟของกำรเปลี่ยนแปลงอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำ
หำกเรำติดตำมปฏิกริยำที่เกิดขึ้น ณ เวลำใดๆ แล้วนำมำเขียนกรำฟเรำจะได้ควำมสัมพันธ์
ิ
ของกรำฟดังแสดง เมื่อสำรตั้งต้น A สลำยตัวกลำยเป็นสำรตั้งต้น B ดังสมกำร
A B
กราฟที่ 1 กำรเปลี่ยนแปลงควำมเข้มข้นของสำรตั้งต้นและสำรผลิตภัณฑ์ต่อเวลำ
เมื่อพิจำรณำกรำฟของสำรตั้งต้น (A) พบว่ำควำมเข้มข้นของสำรตั้งต้น (A) จะมีปริมำณมำกที่สุด
เมื่อเวลำ t=0 แต่ควำมเข้มข้นของสำรตั้งต้น A จะลดลงเมื่อเวลำผ่ำนไป แสดงว่ำ สำรตั้งต้น A ถูกสลำย
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
15
กลำยเป็นสำรผลิตภัณฑ์ B กรำฟที่ได้โค้งลง เมื่อเปรียบเทียบอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำของสำรตั้งต้น พบว่ำอัตรำ
ิ
กำรเกิดปฏิกริยำในช่วงแรกจะเร็วมำก และจะลดลงเมื่อเวลำผ่ำนไป กำรเปลี่ยนแปลงดังกล่ำวสังเกตได้จำก
็
ิ
ควำมชันของกรำฟ ถ้ำกรำฟมีควำมชันมำก แสดงว่ำอัตรำกำรเกิดปฏิกริยำจะเรวขึ้น แต่เมื่อพิจำรณำกรำฟของ
สำรผลิตภัณฑ์ (B) พบว่ำ กรำฟจะโค้งขึ้นในช่วงแรก และจะคงที่หรือโค้งน้อยลง เหตุผลที่เป็นเช่นนั้นเพรำะ
อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำในช่วงแรกจะเร็วมำก เพรำะมีสำรตั้งต้นอยู่จำนวนมำก โอกำสที่จะสลำยตัวเป็น
ิ
ั
ผลิตภัณฑ์ จะมีมำกกว่ำ แต่จะลดลงหรือคงที่ในช่วงหลงเพรำะสำรตั้งต้นถูกใช้หมด อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำจึง
ิ
ื
น้อยลง หรอคงท ี่
ิ
2. ประเภทของอัตราการเกิดปฏกิริยาเคมี
1. อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเฉลี่ย (Average rate) หมำยถึงปริมำณของสำรผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้น
ิ
ั้
ทั้งหมดหรอปริมำณของสำรตั้งต้นที่ลดลงทั้งหมดต่อเวลำทงหมดที่ใช้ในกำรเกิดปฏิกริยำนั้น
ื
ปริมำณสำรผลตภัณฑ์ที่เกดขึ้นทั้งหมด
ิ
ิ
ิ
ิ
อัตรำกำรเกดปฏิกิรยำ =
เวลำทั้งหมดที่ใช้ในกำรเกดปฏิกิริยำ
ิ
ปริมำณสำรตั้งต้นที่ลดลงทั้งหมด
ิ
อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำ =
ิ
เวลำทั้งหมดที่ใช้ในกำรเกดปฏิกิริยำ
2. อัตรำกำรเกิดในปฏิกริยำขณะใดขณะหนึ่ง (Instantaneous rate) หมำยถึง อัตรำกำร
ิ
ื
ิ
ิ
เกิดปฏิกริยำ ณ ช่วงเวลำใดเวลำหนึ่ง หรอ ณ เวลำใดเวลำหนึ่ง อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำนี้มีได้หลำยค่ำ ที่เวลำ
ิ
ต่ำงกันจะมีค่ำไม่เท่ำกัน คือ ตอนเริ่มต้นอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำจะมีค่ำมำก เมื่อปฏิกริยำด ำเนินไปอัตรำกำร
ิ
เกิดปฏิกริยำจะลดลงตำมล ำดับเพรำะควำมเข้มข้นของสำรตั้งต้นลดลง อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำประเภทนี้
ค ำนวณได้จำกควำมชันของกรำฟ
กราฟที่ 2 กรำฟแสดงควำมสัมพันธ์ระหว่ำงควำมเข้มข้นของ NO กับเวลำ
2
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
16
ิ
อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำช่วงเวลำใดก็คือควำมชัน(slope) ของเส้นกรำฟที่ลำกเชื่อมต่อระหว่ำงเวลำ
ในช่วงนั้นเช่นระหว่ำงช่วงเวลำ 100s – 600s, ระหว่ำงช่วงเวลำ 200s – 500s, หรืออัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำ
ี่
ี่
วินำทีท 350 ก็คือควำมชันของเส้นกรำฟ ณ จุดสัมผัสท 350s
∆[NO ]
จำกกรำฟ ค่ำควำมชัน = 2
∆t
ิ
อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเฉลี่ยเป็นค่ำที่แสดงถึงกำรลดลงของปริมำณสำรตั้งต้นหรือกำรเพิ่มขึ้นของ
ิ
ปริมำณสำรผลิตภัณฑ์ตั้งแต่เริ่มต้นจนสิ้นสุดต่อหนึ่งหน่วยเวลำแต่อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำ ณ ขณะใดขณะหนึ่ง
เป็นค่ำที่แสดงถึงกำรลดลงของปริมำณสำรตั้งต้นหรอกำรเพิ่มขึ้นของปริมำณสำรผลิตภัณฑ์ ณ เวลำใดเวลำ
ื
หนึ่งที่ปฏิกิริยำดำเนินอยู่ดังนั้นในปฏิกริยำหนึ่งจะมีอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเฉลี่ยเพียงค่ำเดียวแต่อัตรำกำร
ิ
เกิดปฏิกริยำ ณ ขณะใดขณะหนึ่งมีได้หลำยค่ำ
ิ
3. แนวคิดเกี่ยวกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ิ
ื
ในกำรเกิดปฏิกริยำเคมีอนุภำคของสำรตั้งต้นหรือสำรผลิตภัณฑ์ ซึ่งอำจเป็นโมเลกุล อะตอม หรอ
ไอออนจะต้องชนกัน ถ้ำกำรชนกันทุกครั้งทำให้เกิดปฏิกิริยำเคมี จะเป็นผลให้ปฏิกิริยำเคมีเกิดขึ้นอย่ำงรวดเร็ว
แต่พบว่ำกำรชนกันของอนุภำคไม่สำมำรถทำให้เกิดปฏิกิริยำเคมีได้ทุกครง จะมีเพียงบำงครั้งเท่ำนั้นที่มี
ั้
ปฏิกิริยำเคมีเกิดขึ้น
จำกกำรศึกษำพบว่ำในกำรเคลื่อนที่จะเกิดกำรชนกันระหว่ำงอนุภำคของสำร ท ำให้มีพลังงำนจลน์
เกิดขึ้น ถ้ำชนในทิศทำงที่เหมำะสมก็เกิดปฏิกริยำเคมีได้ ดังนั้นกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีต้องอำศัยทิศทำงกำรชน
ิ
และพลังงำนจลน์ที่มำกพอ ซึ่งกล่ำวไว้ใน
“ทฤษฎีกำรชนกัน” (Collision Theory) กล่ำวไว้ว่ำ
“ปฏิกิริยำเคมีจะเกิดขึ้นได้นั้นก็ต่อเมื่ออนุภำคมีกำรชนกันในทิศทำงที่เหมำะสม และเกิดพลังงำนขึ้น
ั
ื
ั
ปริมำณหนึ่งอย่ำงน้อยที่สุดต้องมีค่ำพลงงำนเท่ำกบ หรอ มำกกว่ำ พลังงำนกระตุ้น หรือ พลังงำนก่อกัมมันต์”
ซึ่งต้องพิจำรณำตำมลำดับ ดังนี้
1. มีกำรชนกันระหว่ำงโมเลกุลของสำรตั้งต้น
2. ทิศทำงกำรชนต้องเหมำะสมและชนถูกต ำแหน่ง
ั
3. ชนกันแล้วต้องเกิดพลังงำนขึ้นมำกพอที่จะมีกำรจัดเรียงอะตอมใหม่ ซึ่งพลงงำนมีค่ำน้อยที่สุด
เท่ำกบค่ำ พลังงำนกระตุ้น หรือ พลังงำนกอกัมมันต์ (Activation Energy of Reaction; Ea)
ั
่
ิ
4. ผลของกำรชนกันท ำให้พนธะเดิมของสำรตั้งต้นสลำยไปเกิดเป็นพันธะใหม่ของสำรผลตภัณฑ์
ั
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
17
รูปที่ 1 ภำพกำรชนกันระหว่ำงโมเลกุลของ I และ H
2
2
ุ้
พลังงานกระตน หรือพลังงาน
ก่อกัมมันต์ (Activation Energy of
Reaction; Ea)
หมำยถึง พลังงำนจ ำนวน
น้อยที่สุดที่เกิดจำกกำรชนกันของ
อนุภำคของสำรตั้งต้น แล้วทำให้
ิ
เกิดปฏิกริยำ มีหน่วยเป็น kJ/mol
ทฤษฎีสารเชิงซ้อนกัมมันต์
รูปที่ 2 ภำพแสดงพลังงำนก่อกัมมันต์
(Activated – complex theory) ทฤษฎีน ี้
เรียกอีกชื่อหนึ่งว่าทฤษฎีสภาวะแทรนซิชัน
(Transition state theory) จำกรปสำรตั้ง
ู
ต้น A และ BC ชนกันแล้วเปลี่ยนสำร
เชิงซ้อนกัมมันต์ (A----B----C) และในที่สุดได้
เป็นสำรผลิตภัณฑ์ AB และ C โดยมีพลังงำน
ิ
ก่อกัมมันต์ = Ea และพลังงำนของปฏิกริยำคือ
∆E
ิ
กราฟที่ 3 กรำฟปฏิกริยำสำรเชิงซ้อนกัมมันต์
ลักษณะส ำคัญของ Ea
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
18
ิ
ั
1. ปฏิกริยำเคมีต่ำงชนิดกัน พลงงำนกระตุ้นก็ต่ำงกัน
ิ
2. ปฏิกริยำที่มีพลังงำนกระตุ้นต่ ำ เกิดได้เร็วกว่ำปฏิกริยำที่มีพลังงำนกระตุ้นสูง
ิ
3. พลังงำนกระตุ้นไม่เกี่ยวข้องกับอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำ
ิ
4. พลังงำนกระตุ้นไม่เกี่ยวข้องกับพลังงำนของปฏิกริยำ (∆E)
5. พลังงำนกระตุ้นของปฏิกิริยำหนึ่งๆเป็นค่ำเฉพำะตัว อำจมีกำรเปลี่ยนแปลงได้ ถ้ำมีสำรบำงชนิดเข้ำ
ไปร่วมในปฏิกิริยำ
4. พลังงานกับการด าเนินไปของปฏิกิริยา
พลังงานกับการด าเนินไปของปฏิกิริยา
1.ปฏิกิริยาคายความร้อน (Exothermic
reaction) คือ ปฏิกริยำที่มีกำรถ่ำยเทพลังงำน
ิ
จำกระบบออกสู่สิ่งแวดล้อม นั้นคือพลังงำนของ
ิ
สำรตั้งต้นในปฏิกริยำสูงกว่ำพลังงำนของสำร
ผลิตภัณฑ์
พลังงำนรวมของระบบ = พลังงำนรวม
ั
ของผลิตภัณฑ์ – พลงงำนรวมของสำรตั้งต้น
ดังนั้นค่ำ ∆E มีค่ำติดลบ
กราฟที่ 4 กรำฟแสดงปฏิกิริยำคำยควำมร้อน
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
19
2. ปฏิกิริยาดูดความร้อน (Endothermic
reaction) คือ ปฏิกิริยำที่มีกำรถ่ำยเทพลังงำน
จำกสิ่งแวดล้อมเข้ำสู่ระบบ นั่นคือ พลังงำนของ
ิ
สำรตั้งต้นในปฏิกริยำต่ ำกว่ำพลังงำนของสำร
ผลิตภัณฑ์
พลังงำนรวมของระบบ = พลังงำนรวม
ั
ของผลิตภัณฑ์ – พลงงำนรวมของสำรตั้งต้น
ดังนั้นค่ำ ∆E มีค่ำเป็นบวก
ู
กราฟที่ 5 กรำฟแสดงปฏิกิริยำดดควำมร้อน
5. ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
5.1 ความเข้มข้นของสารกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ปฏิกิริยำเคมีโดยทั่วไป อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีจะเกิดขึ้นกับควำมเข้มข้นของสำรตั้งต้น แต่
ิ
อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมีอำจจะขึ้นอยู่กับสำรตั้งต้นทุกชนิด หรือจะขึ้นอยู่กับสำรตั้งต้นชนิดใดชนิดหนึ่งก็ได้
ี่
ิ
ั
นอกจำกนี้ยังมีบำงปฏิกริยำทอัตรำกำเกิดปฏิกิริยำขึ้นอยู่กบควำมเข้มข้นของสำรตั้งต้นเลย คือ อัตรำกำร
ื
ิ
เกิดปฏิกริยำจะคงที่ไม่ว่ำจะมีควำมเข้มข้นของสำรตั้งต้นมำกหรอน้อยเพียงใด แต่อย่ำงไรก็ตำมอัตรำกำร
ิ
เกิดปฏิกริยำเคมีขึ้นอยู่กับควำมเข้มข้นของสำรใด ต้องอำศัยผลจำกกำรทดลองเท่ำนั้นที่จะบอกได้
ิ
ื
ิ
ควำมเข้มข้นมีผลต่ออัตรำกำรเกดปฏิกริยำเคมีเกอบทุกปฏิกิริยำ ยกเว้นบำงปฏิกิริยำ เช่น ปฏิกิริยำ
ั
กำรก ำจัดแอลกอฮอล์ในกระแสเลือดกำรเกิดปฏิกริยำจะขึ้นอยู่กบควำมเข้มข้นของสำรใดทรำบได้จำกกำร
ิ
ทดลอง กำรเพิ่มควำมเข้มข้นของสำรตั้งต้นก็คือกำรเพิ่มอนุภำคของสำรตั้งต้นให้มำกขึ้น เมื่อสำรตั้งต้นมี
่
ั้
อนุภำคมำกขึ้น อนุภำคเหลำนั้นก็มีกำรชนกันบ่อยครั้งขึ้น และมีกำรถ่ำยเทพลงงำนให้แกกันบ่อยครงขึ้น
่
ั
ั
ี่
โอกำสทอนุภำคเหล่ำนั้นจะมีพลังงำนเท่ำกับหรือมำกกว่ำพลงงำนกระตุ้นก็มีมำกขึ้นด้วย จึงทำให้อนุภำค
เหล่ำนั้นเกิดปฏิกิริยำเร็วขึ้นและมำกขึ้นกว่ำเดิม
สรุป ถ้ำเพิ่มควำมเข้มข้นของสำรตั้งต้น อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมีจะเพิ่มขึ้น เนื่องจำกจ ำนวนอนุภำค
ิ
ที่มี E ≥ Ea มีมำกขึ้น
ข้อสังเกต
ี่
ุ
1. ปฏิกริยำทสำรตั้งต้นทกสำรอยู่ในวัฏภำคเดียวกัน ควำมเข้มข้นของสำรตั้งต้นจะมีผลต่ออัตรำกำร
ิ
ิ
เกิดปฏิกริยำเคมี
ิ
ิ
2. บำงปฏิกริยำอัตรำกำรเกิดปฏิกริยำขึ้นกบสำรตั้งต้นชนิดใดชนิดหนึ่งเท่ำนั้น
ั
ิ
3. บำงปฏิกริยำอัตรำกำรเกิดปฏิกริยำไม่ขึ้นอยู่กับควำมเข้มข้นของสำรตั้งต้น เช่น
ิ
์
ื
- ปฏิกิริยำกำรก ำจัดแอลกอฮอลออกจำกกระแสเลอดในตับ
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
20
- กำรสลำยตัวของ NH บนลวดทังสเตน
3
- กำรสลำยตัวของ HI บนผิวทองค ำ
- ปฏิกิริยำที่มีเอมไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยำ
รูปที่ 3 ภำพเปรียบกำรสั่นของโมเลกุลของสำรที่มีควำมเข้มข้นต่ ำและสำรที่มีควำมเข้มข้นสูง
5.2 พื้นผิวกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ิ
ั
อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมีจะขึ้นอยู่กบพื้นที่ผวของสำรตั้งต้นต่อเมื่อปฏิกริยำเคมีนั้น
ิ
ิ
ต้องเป็นปฏิกิริยำเนื้อผสมและปฏิกิริยำที่สำรในระบบไม่อยู่ในวัฏภำคหรอสถำนะเดียวกัน ยกตัวอย่ำง ของแข็ง
ื
กับของเหลว ของแข็งกับแก๊ส เช่น
Mg(s) + 2HCI(aq) →MgCI (aq) + H (g)
2
2
Mg เป็นของแข็ง HCI มีสถำนะเป็นรูปของเหลวในสำรละลำย ดังนั้นปฏิกิริยำนี้จึงเป็นปฏิกิริยำเนื้อผสม อัตรำ
กำรเกิดปฏิกริยำจึงเกิดขึ้นกับพื้นทผิวของสำรที่มำสัมผัสกัน เพรำะปฏิกริยำเกิดขึ้นเฉพำะบริเวณที่ผิวของสำร
ิ
ิ
ี่
ตั้งต้นมำสัมผัสกันเทำนั้น
่
นอกจำกกำรท ำสำรให้เป็นผงละเอียดเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวแล้วกำรคนหรือกำรเขย่ำ สำรผสมที่ได้จำกกำรน ำเอำ
ิ
สำรตั้งต้นมำรวมกันจะเท่ำกับเป็นกำรเพิ่มพื้นที่ผิวของสำรที่เข้ำท ำปฏิกริยำกันท ำให้ปฏิกริยำเคมีเกิดขึ้นได้เร็ว
ิ
ิ
พื้นที่ผิวที่มีผลต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกริยำ
- ถ้ำสำรนั้นเป็นของแข็ง พื้นที่ผิวใหพิจำรณำที่ขนำด รปร่ำง จ ำนวน และปริมำณ
้
ู
- ถ้ำสำรนั้นเป็นสำรละลำย พื้นที่ผิวขึ้นอยู่กับควำมเข้มข้น ไม่ขึ้นอยู่กบปริมำตรของสำรละลำย
ั
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
21
ั
รูปที่ 4 ภำพแสดงพื้นผิวกบกำรเกิดปฏิกิริยำเคมี
หลักในกำรพิจำรณำผลของพื้นที่ผิว
1. พื้นที่ผิวจะมีผลต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำก็ต่อเมื่อ
ิ
ั
ปฏิกิริยำที่มีสำรตั้งต้นเป็นของแข็ง อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำจะขึ้นอยู่กบสำรนั้นเท่ำนั้น
ปฏิกิริยำที่มีสำรตั้งต้นสถำนะต่ำงกัน พื้นที่ผิวของสำรมีผลต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำ
2. กำรเพิ่มพื้นที่ผิวของสำรที่เป็นของแข็ง ท ำได้โดยท ำให้เป็นผงละเอียด
ิ
3. พื้นที่ผิวมำกอัตรำกำรเกิดปฏิกริยำก็มำกด้วย เพรำะอนุภำคของสำรตั้งต้นมีจ ำนวนมำกที่สัมผัส
กัน และอนุภำคเกิดกำรชนกัน
5.3 อุณหภูมิกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ปฏิกิริยำเคมีจำนวนมำกมีอัตรำกำรเกิดต่ ำที่อณหภูมิห้องแต่เมื่อท ำให้อุณหภูมิสูงขึ้น
ุ
อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำจะเพิ่มขึ้นอย่ำงรวดเร็วจนบำงครั้งอำจเกิดกำรระเบิดได้โดยทั่วไปแล้ว
ิ
่
ิ
อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำจะเพิ่มขึ้น 2 – 3 เทำเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 องศำเซลเซียสเช่นกำรทอดจะท ำให้เสีย
คุณค่ำทำงอำหำรมำกกว่ำกำรต้มเป็นต้นปฏิกริยำอื่นๆเพิ่มเติมเช่น
ิ
็
1. ปฏิกริยำระหว่ำงลวดแมกนีเซียม (หรือฝอยเหลก) กับ O ในอำกำศซงจะได้เป็นแมกนีเซียม
ึ่
ิ
2
ออกไซด์ตำมสมกำร 2Mg + O → 2MgO + พลังงำนที่อณหภูมิหองปฏิกริยำจะเกิดช้ำมำกแต่ถ้ำเพิ่มอุณหภูมิ
ุ
ิ
้
2
ให้แก่ปฏิกิริยำโดยกำรน ำลวด Mg เผำโดยตรงในเปลวไฟจะพบว่ำปฏิกิริยำจะเกิดขึ้นทันที่ได้เป็น MgO และจะ
เกิดต่อเนื่องกันไปถึงแม้ว่ำจะนำลวด Mg ออกจำกเปลวไปแล้วก็ตำม Mg จะติดไปเช่นนี้เนื่องจำก Mg รวมกัน
O2จะคำยควำมร้อยออกมำจ ำนวนหนึ่งควำมร้อยที่คำยออกมำนี้จะช่วยให้ปฏิกิริยำด ำเนินต่อไปได้เอง
ิ
2. ปฏิกริยำระหว่ำง H กับ O ได้เป็น H O ตำมสมกำร 2H + O → 2H O ปฏิกิริยำนี้มีพลังงำน
2
2
2
2
2
2
ิ
้
ก่อกัมมันต์หรือพลังงำนกระตุ้นค่อนข้ำงสูงท ำให้ปฏิกิริยำเกิดยำกกำรเพิ่มหองจึงไม่เกดปฏิกิริยำแต่ถ้ำเพิ่ม
่
ิ
อุณหภูมิให้แกระบบโดยกำรจุดไฟเผำก๊ำซผสม H + O แจะพบว่ำเกิดปฏิกริยำได้ H O ทันท ี
2
2
2
ุ
ุ
จำกตัวอย่ำงแสดงให้เห็นว่ำอณหภูมิมีผลโดยตรงต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำอณหภูมิทำให้เกิดปฏิกิริยำ
ุ
ได้เร็วขึ้นในแง่ของทฤษฎีกำรชนกันของโมเลกุลสำมำรถอธิบำยผลของอณหภูมิได้ดังนี้
1 กำรเพิ่มอณหภูมิท ำให้อนุภำคมีควำมเรวมำกขึ้นซึ่งโอกำสชนกันย่อมมำกขึ้น
็
ุ
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
22
ุ
ื
2 กำรเพิ่มอณหภูมิท ำให้จ ำนวนอนุภำคของสำรที่มีพลังงำนจลน์สูงมีค่ำเท่ำกับหรอมำกกว่ำพลังงำน
ก่อกัมมันต์เพิ่มขึ้น
ั
พิจำรณำจำกกรำฟกำรกระจำยพลงงำนจลน์ของโมเลกุลของกำซทอุณหภูมิที่ต่ำงกัน
๊
ี่
ุ
กราฟที่ 6 กรำฟกำรกระจำยพลังงำนจลน์ของโมเลกุลของแก๊สที่อณหภูมิต่ำงกัน
จำกกรำฟจะเห็นได้ว่ำพื้นที่ใต้กรำฟทำงด้ำนขวำของ Ea (ส่วนที่แรกเงำ) ณ อุณหภูมิ T มีค่ำน้อย
1
ี่
ุ
กว่ำพื้นที่ของอุณหภูมิ T แสดงที่อุณหภูมิ T จ ำนวนโมเลกุลที่มีพลังงำนสูงมีน้อยกว่ำทอณหภูมิ T
2
2
1
โดยทั่วๆไปโมเลกุลที่มีพลังงำนสูงๆ (มำกกว่ำหรอเท่ำกับพลังงำนกระตุ้น) เมื่อชนกันจะทำให้เกิดปฏิกิริยำได้
ื
ดังนั้นที่อุณหภูมิ T จึงเกิดปฏิกิริยำช้ำกว่ำทอุณหภูมิ T ดังนั้นกำรเพิ่มอุณหภูมิทำให้ปฏิกิริยำเกิดเร็วขึ้นก ็
ี่
1
2
ี่
เพรำะวำกำรเพิ่มอุณหภูมิเป็นกำรเพิ่มจ ำนวนโมเลกุลที่มีพลังงำนสูงๆให้มำกขึ้นโมเลกุลทเพิ่มขึ้นเหล่ำนี้เมื่อชน
่
กันจะท ำให้ปฏิกิริยำเกิดเรวขึ้นได้
็
5.4 ตัวเร่งและตวหน่วงกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ั
ตัวเร่งปฏิกิริยา
ตัวเร่งปฏิกิริยำ (catalyst) หมำยถึงสำรที่ช่วยเร่งให้อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมี
ื
เพิ่มขึ้นโดยจะมีส่วนร่วมหรอไม่มีส่วนรวมในปฏิกริยำเคมีด้วยก็ได้แต่เมื่อสิ้นสุดลงแล้วจะกลับคืนเป็นสำรเดิม
ิ
่
เช่นกำรเผำโพแทสเซียมคลอเรต (KClO ) จะได้โพแทสเซียมคลอไรด์ (KCl) และก๊ำซออกซิเจน(O2) ดังนี้
3
่
2KClO (s) MnO → 2KCl(s) + 3O (g)ปฏิกริยำจะเกิดเร็วขึ้นถ้ำเติมตัวเรงปฏิกิริยำคือ MnO
ิ
2
3
2
2
ตัวเร่งปฏิกิริยำแบ่งเป็น 2 ชนิดคือ
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
23
ี่
ิ
1 homogeneous catalyst คือ ตัวเร่งปฏิกริยำทอยู่ในวัฏภำคเดียวกับสำรตั้งต้นเช่นกำรเติม
สำรละลำยแมงกำนิส (II) ซัลเฟต ลงในสำรละลำยโพแทสเซียมเปอร์แมงกำเนตกับสำรละลำยกรดออกซำลก
ิ
(H C O ) ปฏิกิริยำกำรไฮโดรไลซสเอทิลอะซิเตดโดยใช้กรดแก่เป็นตัวเรงปฏิกิริยำ H + (dil)
่
ิ
2 2 4
CH COOCH CH (l) + H O(l) → CH COOH(l) + CH CH OH(l) กำรสลำยตัวของ N O(g) โดยใช้ก๊ำซ
2
2
3
2
2
3
2
3
Cl เป็นตัวเร่งปฏิกิริยำ 2N O(g) → 2N (g) + O (g)
2
2
2
2
ี่
2 heterogeneous catalyst คือ ตัวเร่งปฏิกริยำทอยู่คนละวัฏภำคกับสำรตั้งต้นโดยทั่วไปโมเลกุล
ิ
๊
่
ของสำรตั้งต้นจะถูกดูดซับ ( adsorbed) ไว้บนผิวของตัวเรงปฏิกิริยำแล้วปฏิกิริยำจะเกิดที่ผิวเช่นกำซ H ถูกดูด
2
ซับไว้ที่ผิวของโลหะ Pt, Pd , Ni หรือโลหะอื่นในปฏิกิริยำกำรเติม H ดังสมกำร
2
ี
ิ
รูปที่ 5 ภำพกำรท ำปฏิกริยำระหว่ำงเอทลีน (C H )กับแก๊สไฮโดรเจน (H ) โดยที่มี Pt , Pd หรือ Ni เป็นตัวเร่ง
2 4
2
2.1 อีกตัวอย่ำงหนึ่งของตัวเร่งปฏิกริยำเนื้อผสมได้แก่ปฏิกิริยำระหว่ำง H กับ O โดยมี Pt เป็น
ิ
2
2
ตัวเร่งปฏิกิริยำลักษณะของกำรเกิดปฏิกริยำจะเหมือนกับกรณี H กับ C H
ิ
2
2 4
รูปที่ 6 ภำพแสดงปฏิกิริยำ 2H + O → 2H O เมื่อมี Pt เป็นตัวเร่งปฏิกิริยำ
2
2
2
ลักษณะส าคัญของตัวเร่งปฏิกิริยา
ิ
ิ
ิ
1. ตัวเร่งปฏิกริยำที่เติมลงไปในปฏิกิริยำจะมีส่วนร่วมในกำรเกิดปฏิกริยำด้วย เช่นปฏิกรยำระหว่ำง
ิ
ก๊ำซ SO กับก๊ำซ O ใช้ NO เป็นตัวเร่งปฏิกริยำ ดังนี้
ิ
2
2
ิ
2SO (g) + O (g) → NO(g) 2SO (g) ก๊ำซ NO เป็นตัวเรงปฏิกริยำ จะมีส่วนรวมในกำรเกิดปฏิกริยำ ดังนี้
่
่
ิ
2
3
2
(1)….. NO(g) + O (g) → 2NO (g)
2
2
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
24
(2)….. 2NO (g) + 2SO (g) → 2SO (g) + 2NO(g)
3
2
2
(1) + (2) 2SO (g) + O (g) → NO(g) + 2SO (g)
2
2
3
ิ
็
ิ
2. ตัวเร่งปฏิกริยำที่เติมลงในปฏิกริยำมักใช้เพียงเลกน้อยเท่ำนั้นถ้ำใช้มำกเกินไปตัวเร่งปฏิกิริยำ
อำจจะกลำยเป็นสำรตั้งต้นสำรหนึ่งเข้ำท ำปฏิกริยำด้วยก็ได้ท ำให้ปฏิกริยำเปลี่ยนไปจำกเดิม
ิ
ิ
ิ
3. ตัวเร่งปฏิกริยำจะกลับคืนมำอย่ำงเดิมเมื่อปฏิกิริยำยุติโดยมีมวลคงที่และอำจจะมีสมบติทำง
ั
กำยภำพที่เปลี่ยนไปเช่นสีขนำดและรูปร่ำงเป็นต้นตัวอย่ำงกำรเผำ KClO โดยมี MnO เป็นตัวเร่งปฏิกิริยำ
2
3
KMnO 4
้
2KClO (s) → 2KCl(s) + 3O (g) ปฏิกริยำตอนเริ่มต้นใส MnO ลักษณะเป็นกอนเล็กๆเมื่อ
ิ
่
2
3
2
ปฏิกิริยำสิ้นสุดจะได้ MnO ปริมำณเท่ำเดิมแต่จะมีลักษณะเป็นผงละเอียดแสดงว่ำมีกำรเปลี่ยนแปลงทำง
2
กำยภำพแต่ไม่มีกำรเปลี่ยนแปลงทำงเคมี
ิ
ี่
4. ในปฏิกริยำที่เป็นก๊ำซหมดตัวเร่งปฏิกริยำทเป็นของแข็งจะท ำให้ปฏิกริยำเกิดเร็วขึ้นโดยจะท ำหน้ำท ี่
ิ
ิ
ดูดซับโมเลกุลของของสำรตั้งต้นไว้ที่ผวจ ำนวนมำกมำยเพื่อให้โมเลกุลของก๊ำซที่เป็นสำรตั้งต้นมีโอกำสชนกัน
ิ
่
ง่ำยและบอยขึ้นเช่นปฏิกิริยำ C H (g) + H (g) →C H (g)
2 6
2
2 4
ตัวขัดขวางปฏิกิริยา (ตัวหน่วงปฏิกิริยา)
ิ
ตัวขัดขวำงปฏิกริยำ (Inhibitor) คือสำรที่เติมลงไปในปฏิกริยำแล้วท ำให้ปฏิกริยำเกิด
ิ
ิ
ั
ิ
ช้ำลงและท ำให้อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำลดลงและเมื่อสิ้นสุดปฏิกริยำแล้วสำรนั้นจะกลบคืนมำเหมือนเดิมและมี
ิ
่
มวลคงที่แต่สมบัติทำงกำยภำพอำจจะเปลี่ยนเช่นขนำดรูปร่ำงได้แกปฏิกริยำกำรสลำย H O จะเกิดช้ำ ถ้ำเติม
ิ
2 2
-3
ิ
ฟอสเฟส (PO ) เป็นตัวขัดขวำงปฏิกริยำไม่ให้เกิด H O และ O เร็วดังนี้
2
4
2
PO −3
4
H O (l)→ H O(l) + 1/2O (g) กำรเติมโซเดียมเบนโซเอต (C H COONa) ลงในอำหำรส ำเร็จรูปเพื่อ
6 5
2
2 2
2
ิ
ป้องกันกำรบูดเน่ำของอำหำรแสดงว่ำโซเดียมเบนโซเอตเป็นตัวขัดขวำงปฏิกริยำ
ผลของตัวหน่วงปฏิกิริยาต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ิ
สำรเคมีทท ำให้ปฏิกริยำเคมีเกิดช้ำลงเรียกว่ำตัว
ี
หน่วงปฏิกิริยำตัวหน่วงปฏิกริยำไปท ำให้ปฏิกริยำ
ิ
ิ
เกิดช้ำลงเพรำะไปเพิ่มค่ำพลงงำนก่อกัมมันต์
ั
Ea คือพลังงำนก่อกัมมันต์ของปฏิกิริยำ
1
ที่ไม่ตัวหน่วงปฏิกิริยำ
Ea คือพลังงำนกอกัมมันต์ของปฏิกิริยำ
่
2
ที่มีตัวหน่วงปฏิกิริยำ
่
กราฟที่ 7 กรำฟแสดงผลของตัวหนวงปฏิกิริยำต่ออตรำกำรเกิดปฏิกิริยำ
ั
เคมี
5.5 ธรรมชาติของสารตั้งต้น (reactant) และผลิตผล (product)
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
25
๊
ี่
ปฏิกิริยำจะเกิดขึ้นช้ำหรือเร็วขึ้นอยู่กับธรรมชำติของสำร เช่น สำรทท ำปฏิกิริยำเป็นกำซทั้งคู่
ิ
่
จะทำปฏิกริยำได้เร็วกว่ำปฏิกริยำที่สำรอยู่ในสถำนะต่ำงกันชนิดของพันธะจะมีผลด้วยกลำวคือสำรแต่ละชนิดมี
ิ
พันธะที่ยึดเหนี่ยวระหว่ำงกันแตกต่ำงกันไป ซึ่งอำจเป็นพันธะโลหะที่มีควำมแข็งแรงมำก พันธะโคเวเลนต์ที่เกิด
จำกระหว่ำงโลหะและอโลหะมีควำมแข็งแรงปำนกลำง และพันธะแวนเดอรวำลล์ ซึ่งเป็นพันธะที่มีควำม
์
แข็งแรงน้อยที่สุด ดังนั้น
ิ
สำรตั้งต้นมีพันธะที่แข็งแรงก็จะท ำให้เกิดปฏิกริยำเคมีได้ยำก (อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีช้ำ)
ในทำงตรงกันข้ำมถ้ำมีพันธะที่ไม่แข็งแรงมำก ก็จะทำให้เกิดปฏิกิริยำเคมีได้ง่ำย (อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีเกิด
ั
้
้
้
ได้เร็ว) ซึ่งนอกจำกดูพันธะแล้วจะต้องดูโครงสรำงของสำรด้วย ถ้ำโครงสรำงไม่สลบซับซอนก็จะเกิดปฏิกิริยำ
เคมีได้ง่ำย
กำรเกิดก๊ำซแอมโมเนีย จะพบว่ำเกิดปฏิกริยำเคมีได้ยำก เนื่องจำกทงก๊ำซไนโตรเจนและก๊ำซ
ิ
ั้
๊
ไฮโดรเจน เป็นก๊ำซที่เสถียรอยู่แล้ว ดังนั้นถ้ำต้องกำรกำซแอมโมเนีย ก็จะต้องท ำลำยพันธะเดิมระหว่ำง ก๊ำซ
ไนโตรเจนและก๊ำซไฮโดรเจน ซึ่งต้องใช้พลงงำนจ ำนวนมำก ดังนั้นปฏิกริยำนี้จึงเกิดขึ้นได้ยำก
ิ
ั
ื
กำรเกิดเกลอแกง (NaCl) ท ำปฏิกริยำโดยกำรน ำ เบสแก่ (NaOH) และกรดแก่ (HCl) มำผสม
ิ
กัน ซึ่งปฏิกิริยำนี้จะเกิดได้เร็ว เพรำะปฏิกิริยำเป็นแบบกำรแลกเปลี่ยนไอออนเท่ำนั้นเอง
ปฏิกิริยำที่ไม่เกี่ยวข้องกับกำรสลำยพันธะเคมีจะทำให้เกิดปฏิกิริยำเกิดขึ้นอย่ำงรวดเร็ว
ตัวอย่ำงเช่นปฏิกิริยำที่เกี่ยวข้องกับปฏิกริยำไฟฟ้ำเคมี
ิ
ในขณะที่ปฏิกิริยำทมีกำรสลำยพันธะแล้วจึงเกิดเป็นสำรผลิตภัณฑ์จะเกิดช้ำตัวอย่ำงเช่น
ี่
ส ำหรบสำรชนิดที่เป็นสำรชนิดเดียวกันแต่มีหลำยรูป เกิดขึ้นเร็ว เกิดช้ำขึ้นกับโครงสร้ำง หำกโครงสร้ำงที่มีกำร
ั
เชื่อมต่อกันเป็นโครงสร้ำงขนำดใหญ่จะเกิดปฏิกิริยำได้ช้ำกว่ำโครงสร้ำงที่มีขนำดเลกตัวอย่ำงเช่นฟอสฟอรัส ซึ่ง
็
ฟอสฟอรัสขำวจะติดไฟในอำกำศได้ทันที่ ในขณะที่ฟอสฟอรัสแดงไม่ติดไฟ
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
26
รูปที่ 7 โครงสร้ำงของฟอสฟอรัสชนิดต่ำงๆ
6. กฎอัตราและอันดับของปฏิกิริยา
ิ
กำรศึกษำผลของควำมเข้มข้นของสำรตั้งต้นต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำวธีหนึ่งคือหำว่ำควำม
ิ่
เข้มข้นเริ่มต้นมีผลต่ออัตรำเริ่มต้น (initial rate) อย่ำงไรบ้ำง โดยทั่วไปเรำมักนิยมวัดอัตรำเรมต้นเพรำะ
เมื่อปฏิกิริยำด ำเนินไปสำรตั้งต้นจะมีควำมเข้มข้นลดลง และอำจทำให้กำรวัดกำรเปลี่ยนแปลงควำมเข้มข้น
ได้ยำกขึ้น นอกจำกนี้ยังอำจเกิดปฏิกิริยำย้อนกลบจำกผลิตภัณฑ์ไปเป็นสำรตั้งต้น ท ำให้กำรวัดอัตรำ
ั
่
ผิดพลำดได้แต่ที่เรมต้นปฏิกริยำจะไม่มีปัญหำดังกลำวนี้ ในทำงปฏิบัติอำจติดตำมควำมเข้มข้นของสำรตั้ง
ิ่
ิ
ต้นหรือผลิตผลที่เวลำต่ำง ๆ แล้วน ำมำเขียนกรำฟระหว่ำงควำมเข้มข้นกับเวลำ จำกนั้นจึงค ำนวณควำม
เข้มข้นที่เวลำ t = 0 ดังแสดงในภำพ
กราฟที่ 8 กรำฟแสดงกำรเปลี่ยนแปลงควำมเข้มข้นของสำรตั้งต้นและสำรผลิตภัณฑ์ กับเวลำ
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
27
กำรศึกษำอัตรำของปฏิกริยำ ใช้วิธีทำกำรทดลองหลำย ๆ กำรทดลอง โดยที่แต่ละกำรทดลองใช้ควำม
ิ
ิ่
เข้มข้นเริ่มต้น (initial concentration) ของสำรตั้งต้นต่ำงกันแล้วบันทึกอัตรำเรมต้นทได้จำกกำรทดลอง และ
ี่
สำมำรถเขียนควำมสัมพันธ์ระหว่ำงอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำกับควำมเข้มข้นของสำรได้ในรูปของคณิตศำสตร์ดังนี้
A + B C + D
อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำ α [A] [B]
ิ
ิ
หรือ อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำ = k [A] [B]
หรือ R (Rate) = k [A] [B]
ิ
ั
ส ำหรบปฏิกริยำต่อไปนี้
3A + 2B C + D
สำมำรถเขียนกฎอัตรำในเทอมของผลคูณของควำมเข้มข้นของสำรตั้งต้นยกก ำลังด้วยเลขบำงตัวได้
ดังนี้
่
ส ำหรบเลขยกก ำลัง m และ n อำจมีค่ำเทำใดก็ได้ จะเป็นบวกหรือลบก็ได้ โดย
ั
m คือ อันดับ (order) ของปฏิกิริยำ เมื่อถือ A เป็นหลัก
ิ
n คือ อันดับ (order) ของปฏิกริยำ เมื่อถือ B เป็นหลก
ั
m + n คือ อันดับรวมของปฏิกริยำ (overall order of reaction)
ิ
ิ
(ค่ำ m และ n ไม่จ ำเป็นต้องเท่ำกับค่ำสัมประสทธิ์ในสมกำรปริมำณสัมพันธ์ ดังนั้นค่ำของ m และ n
จะต้องหำจำกกำรทดลองเท่ำนั้น)
m + n เท่ำกับ 0 เรียกว่ำ ปฏิกิริยำอันดับศูนย์ (zero – order reaction)
m + n เท่ำกับ 1 เรียกว่ำ ปฏิกิริยำอันดับหนึ่ง (first – order reaction)
m + n เท่ำกับ 2 เรียกว่ำ ปฏิกิริยำอันดับสอง (second – order reaction)
m + n เท่ำกับ 3 เรียกว่ำ ปฏิกิริยำอันดับสำม (third – order reaction)
m + n เท่ำกับ 3/2 เรียกว่ำ ปฏิกริยำอันดับสำมส่วนสอง (three – halves order reaction)
ิ
ตัวอย่างเช่น กำรทดลองปฏิกิริยำระหว่ำงออกซเจนและไนโตรเจนออกไซด์
ิ
O (g) + 2NO(g) 2NO (g)
2
2
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
28
ตารางที่ 1 ตำรำงกำรทดลองปฏิกิริยำระหว่ำงออกซิเจนและไนโตรเจนออกไซด์
่
จำกตำรำง กำรทดลองที่ 1 และ 4 จะเห็นว่ำถ้ำเพิ่มควำมเข้มข้นเริ่มต้นของ O (g) เป็นสองเทำ โดยท ี่
2
ควำมเข้มข้นของ NO (g) คงที่ อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำก็จะเพิ่มขึ้น และจำกกำรทดลองที่ 1 และ 2 จะเห็นว่ำถ้ำ
เพิ่มควำมเข้มข้นเริ่มต้นของ NO (g) เป็นสองเท่ำ โดยที่ควำมเข้มข้นของ O (g) คงที่ อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำก ็
ิ
2
จะเพิ่มขึ้น
m
1.99 = (2.00)
m
2 = 2 ดังนั้น m = 1
จะเห็นว่ำปฏิกริยำนี้เป็นปฏิกริยำอันดับหนึ่งเมื่อยึด O เป็นหลก แสดงว่ำเมื่อเพิ่มควำมเข้มข้นของ O เป็น
ิ
ิ
ั
2
2
่
สองเทำ อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำจะเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่ำ
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
29
จะเห็นว่ำปฏิกริยำนี้เป็นปฏิกริยำอันดับสองเมื่อยึด NO เป็นหลัก แสดงว่ำเมื่อเพิ่มควำมเข้มข้น
ิ
ิ
ิ
ของ NO เป็นสองเท่ำ อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำจะเพิ่มขึ้นเป็น 4 เท่ำ ดังนั้นจะเขียนกฎอัตรำของปฏิกิริยำนี้ได้ว่ำ
Rate = k[O ][NO]
2
2
ั
ส ำหรบกำรหำค่ำคงที่อัตรำ (Determining the Rate Constant) เมื่อทรำบกฎอัตรำของ
ี่
ปฏิกิริยำต่ำง ๆ แล้วก็สำมำรถหำค่ำคงทอัตรำได้ ค่ำคงทอัตรำนี้เป็นค่ำเฉพำะทอุณหภูมิหนึ่งในที่นี้จะใช้ข้อมูล
ี่
ี่
ิ
จำกกำรทดลองปฏิกริยำระหว่ำงออกซิเจนและไนโตรเจนออกไซด์
สำมำรถตรวจสอบได้จำกกำรทดลองครงอื่น ๆ ได้ด้วยวิธีเดียวกันนี้จะสังเกตเห็นได้ว่ำค่ำ k นี้จะมี
ั้
หน่วยขึ้นอยู่กับอันดับของปฏิกริยำ ดังนั้นค่ำ k จึงไม่นิยมเขียนหน่วยไว้ นักเรียนลองตรวจสอบหน่วยของค่ำ k
ิ
ในเมื่อเวลำมีหน่วยเป็น s ในตำรำงนี้
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
30
ตารางที่ 2 ตำรำงแสดงอันดับปฏิกิริยำ
สามารถสรุปเป็นสูตรทั่วไปได้ว่า
7. อินทิเกรตกฎอัตรา
เรำสำมำรถติดตำมกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีและหำกฎอัตรำได้โดยติดตำมปริมำณสำรที่เปลี่ยนไป
้
กับเวลำ ซึ่งเรำสำมำรถนำขอมูลที่ได้มำเขียนกรำฟควำมสัมพันธ์ของกำรเปลี่ยนแปลงควำมเข้มข้นกับเวลำท ี่
ิ
ติดตำม โดยเรำสำมำรถติดตำมปฏิกิริยำและหำอันดับของปฏิกริยำได้ดังนี้
ู
1) ปฏิกิริยาอันดับศนย ์
ิ
ส ำหรบปฏิกริยำอันดับศูนย์ของปฏิกิริยำ A ผลิตภัณฑ์
ั
สำมำรถเขียนกฎอัตรำได้ดังนี้
r = k
เขียนสมกำรกำรเปลี่ยนแปลงอัตรำกำรลดลงของสำรตั้งต้น A ได้
จะได้ควำมสัมพันธ์ระหว่ำงกฎอัตรำและอัตรำกำรลดลงของสำร A ดังนี้
จัดรูปใหม่ได้
d[A] = -kdt
ิ
่
เมื่ออินทเกรตกฎอัตรำดังกลำวจะได้
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
31
ครี่งชีวิต (half life) ของปฏิกิริยำหมำยถึงเวลำที่ใช้ในกำรทำให้ควำมเข้มข้นของสำรตั้งต้นลดลง
ึ่
ครึ่งหนึ่งของควำมเข้มข้นเริ่มต้น โดยเรำจะใช้สัญลักษณ์แทนครงชีวิตคือ t ดังนั้นเรำสำมำรถหำครึ่งชีวิตได้
1/2
ดังนี้
2) ปฏิกิริยาอันดับหนึ่ง
ั
ิ
ส ำหรบปฏิกริยำอันดับหนึ่งเรำสำมำรถหำควำมสัมพันธ์ได้ดังนี้
เมื่ออินทเกรตกฎอัตรำดังกลำวจะได้
ิ
่
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
32
สำมำรถหำครึ่งชีวิตได้
3) ปฏิกิริยาอันดับสอง
2
ปฏิกิริยำอันดับสองนั้นมีกฎอัตรำสองแบบได้แก่ r = k[A]
และ r = k[A][B]
เมื่อ A + B ผลิตภัณฑ์
2
กรณี r = k[A] อินทิเกรตกฎอัตรำจะได้
เมื่ออินทเกรตกฎอัตรำดังกลำวจะได้
ิ
่
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
33
สำมำรถหำครึ่งชีวิตได้
กรณี r = k[A][B]
จะได้
จัดเทอมของ [B] ที่ t ใดๆ ให้อยู่ในรูปเทอม [A]
[A] – [A] = [B] – [B]
0
0
จะได้
[B] = [B] – [A] + [A]
0
0
แทนค่ำจะได้
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
34
ิ
่
เมื่ออินทเกรตกฎอัตรำดังกลำวจะได้
4) ปฏิกิริยาอันดับหนึ่งที่ผันกลับได้ (Reversible first-order reaction) (เพิ่มเติม)
ิ
ี
ในกรณที่ระบบเกิดปฏิกริยำที่ผันกลับได้ดังสมกำร
ก ำหนดให้ปฏิกิริยำไปข้ำงหน้ำและปฏิกิริยำย้อนกลับเป็นปฏิกริยำอันดับหนึ่งมีค่ำคงทอัตรำเป็น k และ k
ิ
ี่
r
f
ดังนั้นสำมำรถเขียนกฎอัตรำทั้งสองได้ดังนี้
ั
จำกสมกำรสมดุลพบว่ำปฏิกิริยำไปข้ำงหน้ำ ควำมเข้มข้น A จะลดลง แต่ปฏิกิริยำย้อนกลบควำมเข้มข้น A จะ
เพิ่มขึ้น จึงได้ควำมสัมพันธ์ดังนี้
เมื่อพิจำรณำควำมเข้มข้นที่ C ณ เวลำใดๆ สำมำรถเขียนควำมสัมพันธ์ได้ดังนี้
เมื่อแทนสมกำรที่ 2) ลงในสมกำรที่ 1) จะได้
ิ
เมื่อพิจำรณำสมกำรสมดุลจะได้ว่ำอัตรำกำรเกิดปฏิกริยำไปข้ำงหน้ำเท่ำกับอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำย้อนกลับ
สำมำรถเขียนควำมสัมพันธ์ได้ว่ำ
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
35
แทนสมกำรที่ 5) ลงในสมกำรที่ 3) จะได้
เมื่ออินทเกรตสมกำรที่ 8) จะได้
ิ
5) ปฏิกิริยาอันดับหนึ่งแบบ consecutive (Consecutive first-order reaction)
(เพิ่มเติม)
ิ
เมื่อปฏิกิริยำที่เกิดขึ้นสำมำรถติดตำมอินเตอร์มิเดียตได้ซึ่งปฏิกริยำดังกล่ำวสำมำรถเขียน
ปฏิกิริยำได้ดังนี้
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
36
ิ
จำกปฏิกริยำที่ได้สำมำรถเขียนควำมสัมพันธ์กำรเปลี่ยนแปลงของสำรได้ดังนี้
จำกกำรเปลี่ยนแปลงของสำร A เมื่ออินทิเกรตจะได้
เมื่อแทนค่ำ สมกำรที่ 4) ลงในสมกำรที่ 2) จะได้
สำมำรถแก้สมกำรที่ 6) โดยใช้วิธีแก้สมกำรเชิงเส้นโดยรูปทั่วไปของสมกำรคือ
โดย intergrating factor U(x) หำได้จำก
จำกสมกำรที่ 6) สำมำรถหำ U ได้
คูณ U(t) ในสมกำรที่ 6) ตลอดทั้งสมกำรจะได้
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
37
อินทิเกรตสมกำรจะได้
จำกควำมสัมพันธ์
จะสำมำรถหำควำมเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ได้
6) ปฏิกิริยาอันดับหนึ่งคู่ขนาน (เพิ่มเติม)
จำกสมกำรคู่ขนำนสำมำรถเขียนควำมสัมพันธ์ได้ดังนี้
ิ
เมื่ออินทเกรตจะได้
ส่วนควำมเข้มข้นของสำร B หำได้จำกสมกำรกำรเปลี่ยนแปลงดังนี้
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
38
เมื่ออินทเกรตจะได้
ิ
ในทำนองเดียวกันเรำสำมำรถหำค่ำ C ได้
ถ้ำนำสมกำรควำมเข้มข้น B และ C หำรกันจะได้
ถ้ำทรำบควำมเข้มข้น B และ C จะทำให้เรำทรำบอัตรำส่วนระหว่ำงค่ำ k และ k ได้
1
2
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
39
ใบกิจกรรมที่ 1 เรื่องความหมายของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
จุดประสงค์การเรียนรู้ :
ิ
ิ
ิ
1...อธิบำยควำมหมำยของอตรำกำรเกดปฏิกรยำเคมี..อตรำกำรเกดปฏิกรยำ ณ ขณะใดขณะหนึ่ง และ
ั
ิ
ิ
ั
ิ
อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเฉลี่ยได้
2...เขียนแสดงวิธีกำรค ำนวณหำอัตรำกำรเกิดปฏิกริยำได้
ิ
ค าชี้แจง : ให้นักเรียนอธิบำยควำมหมำยของอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีและค ำนวณหำอตรำกำร
ั
เกิดปฏิกริยำเคมี
ิ
1. จงอธิบำยว่ำอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเฉลี่ยกบอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำ ณ ขณะใดขณะหนึ่งแตกต่ำงกันอย่ำงไร
ั
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
2. สำร X ท ำปฏิกริยำกบสำร Y เกิดเป็นสำร Z จำกกำรทดลองพบว่ำอัตรำกำรลดลงของสำร X มีค่ำเท่ำกับ
ั
ิ
1/3 ของอัตรำกำรลดลงของสำร Y และมีค่ำเท่ำกับ 1/2 ของอัตรำกำรเพิ่มขึ้นของสำร Z จงเขียนสมกำรแสดง
ปฏิกิริยำที่เกิดขึ้น
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
ิ
3. สำร A ท ำปฏิกริยำกับสำร B ได้สำร C เมื่อวัดควำมเข้มข้นของสำร A ขณะเกิดปฏิกิรยำได้ผลดังตำรำง
ิ
3
เวลำ (s) ควำมเข้มข้นของสำร A (mol/dm )
0 1.000
20 0.818
40 0.669
60 0.548
80 0.448
100 0.367
ในช่วงเวลำ 0-20 40-60 และ 80-100 วินำที มีอัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเทำกันหรือไม่อย่ำงไรและอัตรำกำร
่
ิ
เกิดปฏิกริยำเฉลี่ยมีค่ำเท่ำใด
ิ
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
40
ใบกิจกรรมที่ 2 เรื่องแนวคิดเกี่ยวกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
จุดประสงค์การเรียนรู้ :
1. อธิบำยกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีโดยใช้ทฤษฏีจลน์ กำรชนกันของอนุภำค และกำรเกิดสำรประกอบ
เชิงซ้อนกัมมันต์ได้
2. บอกควำมหมำยของพลงงำนก่อกัมมันต์ และท ำนำยควำมยำกง่ำยของกำรเกิดปฏิกริยำเคมีโดยพิจำรณำ
ิ
ั
จำกค่ำพลังงำนก่อกัมมันต์ของปฏิกริยำนั้นๆ ได้
ิ
3. เขียนระบปัจจัยที่ท ำให้เกิดปฏิกริยำได้
ิ
ุ
ค าชี้แจง : ให้นักเรียนอธิบำยกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีโดยใช้ทฤษฎีจลน์ ควำมหมำยของพลังงำนก่อกัมมันต์
และระบปัจจัยที่ท ำให้เกิดปฏิกริยำเคมี
ิ
ุ
1...จงอธิบำยกำรเกิดปฏิกิริยำโดยใช้ทฤษฎีจลน์ และกำรชนกันของอนุภำค
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................
2...จงอธิบำยกำรเกิดสำรประกอบเชิงกัมมันต์
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
่
ั้
้
3. จงบอกควำมหมำยของพลังงำนกอกัมมันต์ พรอมทงบอกชื่อเป็นภำษำอังกฤษและสัญลักษณ์ของพลังงำน
ก่อกัมมันต์
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
ั
4...จงอธิบำยกำรเกิดปฏิกิริยำโดยพิจำรณำจำกค่ำพลงงำนก่อกัมมันต์
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
41
ใบกิจกรรมที่ 3 พลังงานกับการด าเนินไปของปฏิกิริยาเคมี
จุดประสงค์การเรียนรู้ :
1...อธิบำยควำมหมำยของปฏิกิริยำประเภทดูดพลังงำนและคำยพลังงำนได้
ิ
2...เขียนแปลควำมหมำยกรำฟแสดงกำรเปลี่ยนแปลงพลังงำนกบกำรด ำเนินไปของปฏิกรยำเคมีและ
ั
ิ
สำมำรถระบุได้ว่ำเป็นปฏิกิริยำดูดหรือคำยพลังงำนได้
ค าชี้แจง : ให้นักเรียนอธิบำยควำมหมำยของปฏิกิริยำประเภทดูดพลังงำนและคำยพลังงำน และเขียนแปล
ุ
ั
ควำมหมำยกรำฟแสดงกำรเปลี่ยนแปลงพลังงำนกบกำรด ำเนินไปของปฏิกิริยำเคมีและสำมำรถระบได้ว่ำ
เป็นปฏิกริยำดูดหรอคำยพลังงำน
ื
ิ
ิ
้
1. จงอธิบำยควำมหมำยของปฏิกิริยำดูดพลังงำนและปฏิกริยำคำยควำมรอน
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
2. ให้พิจำรณำว่ำปฏิกิริยำที่ก ำหนด เป็นปฏิกิริยำประเภทใด
2.1 6CO + 6H O C H O + 6O ..................................................................................
2
2
6 12 6
2
2.2 H + I 2HI .......................................................................................................................
2
2
2.3 2NH N + 3H ...............................................................................................................
3
2
2
2.4 2NO + O 2NO ..............................................................................................................
2
2
๊
3. พิจำรณำรูปแสดงกำรเปลี่ยนแปลงพลังงำนของสองปฏิกิริยำในสถำนะแกสภำยใต้สภำวะเดียวกันต่อไปนี้
3.1 ปฏิกิริยำใดน่ำจะมีอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำสูงกว่ำ เพรำะเหตุใด
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
ื
3.2 ปฏิกิริยำทั้งสองเป็นปฏิกิริยำดูดพลังงำนหรอคำยพลังงำน ทรำบได้อย่ำงไร
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
42
ใบกิจกรรมที่ 4 เรื่อง ความเข้มข้นของสารกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
จุดประสงค์การเรียนรู้ :
1..อธิบำยและสรุปผลของควำมเข้มข้นของสำรที่มีต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีได้
ิ
2. ค ำนวณหำ กฎอัตรำ ค่ำคงที่อัตรำ และอันดับปฏิกริยำเคมีได้
ุ
ค าชี้แจง : ให้นักเรียนอธิบำยและสรปผลของควำมเข้มข้นของสำรที่มีต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมี
ิ
และค ำนวณหำ กฎอัตรำ ค่ำคงที่อัตรำ และอันดับปฏิกริยำเคมี
1. พิจำรณำปฏิกรยำระหว่ำงแกสไฮโดรเจนกบไอโอดีนทอณหภูมิ 458 องศำเซลเซยส ดังสมกำร
ี่
ี
ุ
๊
ั
ิ
ิ
ื
็
้
ี่
๊
ุ
H (g)+I (g)→2HI (g)ถ้ำลดจ ำนวนโมเลกลของแกสไฮโดรเจนทอยู่ในภำชนะเดิมใหเหลอเปนครงหนึ่งของ
ึ่
2
2
จ ำนวนเดิมจะมีผลต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีอย่ำงไร จงอธิบำย
ั
๊
2. เมื่อบรรจุแกสไนโตรเจนมอนอกไซด์กบแกสไฮโดรเจนไว้ในภำชนะปดทอณหภูมิหอง เมื่อเผำใหรอนจะ
้
้
้
ิ
ี่
ุ
๊
ั
เกดปฏิกรยำดังสมกำร 2NO (g)+2H (g)→N (g + 2H O (l)กำรกระทำต่อไปนี้จะมีผลต่ออตรำกำร
)
ิ
ิ
ิ
2
2
2
เกิดปฏิกิริยำเคมีอย่ำงไร
ก. ลดปริมำตรของภำชนะลงครึ่งหนึ่ง
ข. เพิ่มจ ำนวนโมเลกลของแก๊สไนโตรเจนมอนอกไซด์เป็นสองเท่ำ
ุ
ิ
2. ในกำรทดลองเพื่อหำอัตรำกำรเกิดปฏิกริยำ A + B → C ได้ข้อมูลดังนี้
กำรทดลองท ี่ [A] [B] อัตรำกำรเกิดสำร C
1 1.3 2.2 0.04
2 1.3 3.3 0.06
3 2.6 X 0.24
4 2.6 2.2 0.16
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
43
จำกตำรำงจงหำค่ำ x มีค่ำเท่ำใด
ิ
3. จงหำกฎอัตรำ ค่ำคงที่ และอันดับปฏิกิริยำของปฏิกริยำต่อไปนี้
ี่
2NO (g) + O (g) → 2NO (g) ท 25 °C
2
2
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
44
ใบกิจกรรมที่ 5 พื้นผิวกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
จุดประสงค์การเรียนรู้ :
1..อธิบำยและสรุปผลของพื้นที่ผิวของสำรที่มีต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีได้
ค าชี้แจง : ให้นักเรียนอธิบำยและสรปผลของพื้นที่ผวของสำรที่มีต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมี
ิ
ิ
ุ
ู
ุ
1. เมื่อเผำผงเหล็กในอำกำศจะเกิดกำรลกไหม้ทันที แต่ถ้ำเผำตะปเหล็กแทนผงเหล็ก ปฏิกิริยำจะเกิดขึ้นได้ช้ำ
มำก เป็นเพรำะเหตุใด
์
2. แคลเซียมคำรบอเนตทำปฏิกริยำกับกรดไฮโดรคลอริก ดังสมกำร
ิ
CaCO (s)+2HCl (aq)→CaCl (aq)+H O (l)+CO (g)
3
2
2
2
เมื่อใช้แคลเซียมคำร์บอเนตชนิดก้อนและชนิดผงที่มีมวลเท่ำกันท ำปฏิกิริยำกับกรดไฮโดรคลอริกอัตรำ
กำรเกิดปฏิกริยำเคมีจะแตกต่ำงกันหรอไม่ อย่ำงไร
ิ
ื
3. ปฏิกริยำระหว่ำงของแข็งและสำรละลำยชนิดหนึ่งซึ่งสำรมำรถเกิดขึ้นได้ตลอดเวลำถ้ำต้องกำรท ำให้อตรำ
ั
ิ
กำรเกิดปฏิกิริยำเพิ่มขึ้นมำกที่สุดจะต้องท ำให้มีกำรเปลี่ยนแปลงอย่ำงไร
ก. เพิ่มปริมำตรของสำรละลำย ข. เพิ่มควำมดัน
ค. ลดขนำดของของแข็ง ง. ถูกทั้ง ก และ ค
4. ถ้ำเผำผงเหล็กในบรรยำกำศของออกซเจนจะลกไหม้ทันทแต่ถ้ำใช้ตะปเหลกแทนปฏิกริยำจะด ำเนินไปช้ำ
ุ
ิ
็
ี
ู
ิ
กว่ำมำกทั้งนี้เพรำะ
ก. ผงเหล็กมีพื้นที่ผิวมำกกว่ำตะปูเหล็ก ข. ผงเหล็กมีพลังงำนจลน์มำกกว่ำตะปูเหล็ก
ค. ตะปูเหล็กมีพื้นที่ผิวมำกกว่ำผงเหล็ก ง. ตะปูเหล็กมีพลังงำนกระตุ้นสูงกว่ำผงเหล็ก
5. จำกข้อมูลต่อไปนี้
1) ถ่ำนไม้เผำไหม้ในก๊ำซออกซิเจนได้เร็วกว่ำในอำกำศ
2) น้ ำตำลทรำยละลำยในกำแฟร้อนได้เร็วกว่ำกำแฟเย็น
3) น้ ำตำลก้อนละลำยน้ ำได้ช้ำกว่ำน้ ำตำลทรำยเมื่อมีมวลเท่ำกัน
4) ที่ควำมดันสูงก๊ำซเกิดปฏิกิริยำได้มำกกว่ำที่ควำมดันต่ ำ เมื่ออุณหภูมิคงท ี่
ข้อใดแสดงถึงผลของพื้นที่ผิวที่มีต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกริยำ
ิ
ก. ข้อ 1 และ 2 ข. ข้อ 2 และ 3
ค. ข้อ 1 และ 3 ง. ข้อ 2 และ 4
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
45
ใบกิจกรรมที่ 6 อุณหภูมิกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
จุดประสงค์การเรียนรู้ :
1..อธิบำยและสรุปผลของอณหภูมิที่มีต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีได้
ุ
ุ
ิ
ค าชี้แจง : ให้นักเรียนอธิบำยและสรปผลของอณหภูมิที่มีต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมี
ุ
1. อุณหภูมิมีผลต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำอย่ำงไรเพรำะเหตุใด
2. เมื่อเผำโลหะ Aในอำกำศจะลุกไหม้อย่ำงรวดเร็วได้ออกไซด์ของโลหะ A แต่เมื่อวำงโลหะ A ไว้ในอำกำศจะ
ท ำปฏิกิริยำกับแกสออกซิเจนอย่ำงช้ำๆเป็นเพรำเหตุใด
๊
3. กำรเพิ่มอณหภูมิมีผลทำให้อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเร็วขึ้น ข้อควำมใดกล่ำวถูกต้อง
ุ
A) ท ำให้อนุภำคของสำรตั้งต้นชนกันบ่อยครั้งขึ้น
B) ท ำให้พลังงำนกระตุ้นของสำรตั้งต้นลดลง
C) ท ำให้มีอนุภำคที่มีพลังงำนสูงเพิ่มขึ้น
ก. A เท่ำนั้น ข. A และ B
ค. A และ C ง. ถูกทกข้อ
ุ
4. เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นอัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเพิ่มขึ้นด้วย เพรำะเหตุผลข้อใด
ิ
ก. จ ำนวนโมเลกุลที่มีพลังงำนสูงกว่ำพลงงำนกระตุ้นเพิ่มมำกขึ้น
ั
ี่
ข. โมเลกุลทมีพลังงำนสูงกว่ำพลงงำนกระตุ้น ชนกันมำกขึ้น
ั
ั
ค. จ ำนวนโมเลกุลที่มีพลงงำนสูงกว่ำพลังงำนกระตุ้น เพิ่มมำกขึ้น และมีกำรชนกันมำกขึ้น
ง. โมเลกุลทั้งหมดของสำรตั้งต้นมีพลังงำนสูงกว่ำพลังงำนกระตุ้น และชนกันมำกขึ้นอย่ำงถูกทิศทำง
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
46
ใบกิจกรรมที่ 7 ตัวเร่งปฏิกิริยาและตัวหน่วงปฏิกิริยา
จุดประสงค์การเรียนรู้ :
1..อธิบำยควำมหมำยของตัวเร่งและตัวหน่วงปฏิกิริยำเคมีได้
ค าชี้แจง : ให้นักเรียนอธิบำยควำมหมำยของตัวเร่งและตัวหน่วงปฏิกิริยำเคมีได้
1. ตัวเร่งปฏิกิริยำ (catalyst) คือ
2. ตัวหน่วงปฏิกิริยำ (retarder) คือ
ิ
3. ลักษณะส ำคัญของตัวเร่งปฏิกริยำมีอะไรบ้ำง
ิ
4. ในปฏิกริยำเคมี H2(g) + Cl2(g) →2HCl(g) ถ้ำเติมผงนิกเกิลลงไปเลกน้อยจะท ำให้อัตรำกำร
็
เกิดปฏิกริยำสูงขึ้น นักเรียนคิดว่ำผงนิกเกิลท ำหน้ำที่อะไร และมีผลต่อกำรด ำเนินไปของปฏิกิริยำอย่ำงไร
ิ
จงอธิบำย
5. เมื่อผสมแก๊สออกซิเจนและแก๊สไฮโดรเจนทอุณหภูมิห้องจะไม่มีปฏิกริยำเกิดขึ้น แต่ถ้ำผสมกันบนผิวของ
ิ
ี่
โลหะแพลทินัม ปฏิกิริยำจะเกิดขึ้นทันที่ เพรำะเหตุใด
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
47
กิจกรรมสัมมนาอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคม ี
จุดประสงค์การเรียนรู้ :
1...อธิบำยควำมหมำยของอัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมี..อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำ ณ ขณะใดขณะหนึ่ง และ
ิ
ิ
อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเฉลี่ย
2. อธิบำยกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีโดยใช้ทฤษฏีจลน์ กำรชนกันของอนุภำค และกำรเกิดสำรประกอบ
เชิงซ้อนกัมมันต์ได้
3. อธิบำยควำมหมำยของปฏิกิริยำประเภทดูดพลังงำนและคำยพลังงำนได้
ิ
4.อธิบำยและสรุปผลของควำมเข้มข้นของสำรที่มีต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมีได้
ี่
5. อธิบำยและสรปผลของพื้นทผิวของสำรที่มีต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมีได้
ุ
ิ
ุ
ิ
6. อธิบำยและสรุปผลของอณหภูมิที่มีต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมีได้
่
ิ
7. อธิบำยควำมหมำยของตัวเรงและตัวหน่วงปฏิกริยำเคมีได้
ุ
8. อธิบำยและลงข้อสรปเกี่ยวกับธรรมชำติของสำรตั้งต้นและสำรผลิตภัณฑ์ได้
ค าชี้แจง : ให้ตัวแทนห้องจ ำนวน 8 คน โดยผู้สอนเป็นคนเลือกแบบเจำะจงมำสัมมนำในหัวข้อดังนี้
ิ
ิ
1.อธิบำยควำมหมำยของอัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมี อัตรำกำรเกิดปฏิกริยำ ณ ขณะใดขณะหนึ่ง และอัตรำ
ิ
ิ
กำรเกิดปฏิกริยำเฉลี่ย 2. อธิบำยกำรเกิดปฏิกริยำเคมีโดยใช้ทฤษฏีจลน์ กำรชนกันของอนุภำค และกำร
เกิดสำรประกอบเชิงซอนกัมมันต์ได้ 3. อธิบำยควำมหมำยของปฏิกริยำประเภทดูดพลังงำนและคำย
ิ
้
ิ
พลังงำนได้4.อธิบำยและสรุปผลของควำมเข้มข้นของสำรที่มีต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมีได้ 5. อธิบำย
ุ
และสรุปผลของพื้นที่ผิวของสำรที่มีต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีได้ 6. อธิบำยและสรุปผลของอณหภูมิท ี่
่
ิ
ิ
มีต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกริยำเคมีได้ 7. อธิบำยควำมหมำยของตัวเรงและตัวหน่วงปฏิกริยำเคมีได้ 8.
ั
้
อธิบำยและลงข้อสรุปเกี่ยวกบธรรมชำติของสำรตั้งต้นและสำรผลิตภัณฑ์ได้ เมื่อตัวแทนหองสัมมนำเสร็จให้
สมำชิกทเหลอตั้งค ำถำมถำมคนทออกมำสัมมนำคนละ 1 ค ำถำมเป็นอย่ำงน้อย และให้นักเรียนทกคนสรป
ี่
ื
ี่
ุ
ุ
ออกมำในรูปแบบ mind mapping ในทั้ง 8 หัวข้อ
mind
Mind Mapping
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
48
แบบทดสอบหลังเรียน (Post-test)
เล่มที่ 1 เรื่องอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคม
ี
ค าชี้แจง : 1. แบบทดสอบเป็นแบบปรนัยมีทั้งหมด 20 ข้อ 20 คะแนน เวลำ 30 นำท ี
2. ให้นักเรียนท ำเครื่องหมำยกำกบำท (X) ทับตัวอักษร ก ข ค ง ที่เห็นว่ำถูกต้อง
ที่สุดเพียงข้อเดียวลงในกระดำษค ำตอบ
้
ิ
1. ในปฏิกริยำ Mg (s) + 2HCl (aq) ----> MgCl2 (aq) + H2 (g) พบว่ำเมื่อปฏิกิริยำใกลจะสิ้นสุดนั้น อัตรำ
ิ
กำรเกิดปฏิกริยำไฮโดรเจนจะลดลง ทั้งนี้เพรำะเหตุใด
1. ผลิตภัณฑ์รวมตัวกลับไปเป็นสำรตั้งต้นมำกขึ้น
2. ควำมเข้มข้นของสำรตั้งต้นลดลง
3. อุณหภูมิของของผสมจะลดลง เนื่องจำกพลังงำนถูกใช้ไป
4. ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นทำหน้ำที่เป็นตัวขัดขวำงปฏิกิริยำ
๊
2. ในกำรทดลองวัดปริมำตรของแกสไฮโดรเจนที่เกิดจำกปฏิกิริยำระหว่ำงโลหะอลูมิเนียมกับสำรละลำยไฮโดร
ุ
คลอริกโดยจับเวลำทเก็บแก๊สได้ทกๆ 1 cm3 นำข้อมูลมำเขียนกรำฟแสดงควำมสัมพันธ์ระหว่ำงปริมำตรของ
ี่
แก๊สไฮโดรเจนกับเวลำ แล้วหำค่ำควำมชันของกรำฟ ณ เวลำ 50, 100, 150, 200 และ 300 วินำที ถ้ำผลกำร
ทดลองถูกต้อง ควำมชันของกรำฟ ณ เวลำใดสูงที่สุด
1. 50 วินำที
2. 150 วินำท ี
ี
3. 200 วินำท
4. 300 วินำท ี
3. กรำฟในข้อใดที่จะแทนควำมสัมพันธ์ระหว่ำง
ิ
ิ
Y (ควำมเข้มข้นของ HI) กับ X (เวลำทปฏิกริยำด ำเนินไปของปฏิกริยำ H (g) + I (g) ---> 2HI (g))
ี่
2
2
1. A
2. B
3. C
4. D
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
49
4. ก๊ำซ AB สลำยตัว ได้ตำมสมกำร 2AB (g) ---> 2AB (g) + B (g) ถ้ำอัตรำกำรสลำยตัวของ AB เท่ำกับ
2
2
2
2
–3 –1
2
k mol.dm .s อัตรำกำรเกิด B จะเป็นเท่ำใด
1
1. k /4
1
2. K /2
1
3. K
1
4. 2k 1
ค าชี้แจง ข้อมูลต่อไปนี้ ใช้ประกอบกำรตอบคำถำมข้อ 5–6
จำกผลกำรทดลองหำอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีระหว่ำงโลหะแมกนีเซียมกบกรดไฮโดรคลอรก ได้ผลดังต่อไปนี้
ิ
ั
3
3
5. อัตรำกำรเกิดของแก๊สไฮโดรเจนที่ปริมำตรระหว่ำง 4 – 5 cm มีค่ำกี่ cm /s
1. 1/20
2. 1/90
3. 1/110
4. 5/320
1
6. อัตรำเฉลี่ยกำรเกิด H มีค่ำเท่ำกับ mol/s อัตรำกำรใช้ HCl เป็นกี่ mol/s
2
64 22.4 10 3
1
1.
128 22.4 10 3
1
2.
64 22.4 10 3
1
3.
32 22.4 10 3
1
4.
16 22.4 10 3
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
50
7 . ในกำรทดลองท ำปฏิกิริยำฟิสชันของสำรกัมมันตรงสีชนิดหนึ่ง ได้ผลกำรทดลองสรุปได้ดังกรำฟ
ั
่
ก. ถ้ำปลอยให้ปฏิกิริยำเกิดขึ้นอย่ำงสมบรณ์ อัตรำเร็วเฉลี่ยของปฏิกิริยำเป็นกี่โมลต่อวินำท ี
ู
ข. ถ้ำหยุดปฏิกริยำเมื่อเวลำผำนไป 8 วินำที อัตรำเร็วเฉลี่ยของปฏิกริยำเป็นกี่โมลต่อวินำท ี
่
ิ
ิ
ข้อใดเป็นค ำตอบของ 1 และ 2
ข้อ 1 2
1 0.125 0.100
2 0.500 0.125
3 0.500 0.400
4 0.500 0.500
8. A B และ C อยู่ในภำชนะเดียวกัน A ทำปฏิกริยำกบ B แล้วได้สำร X ดังสมกำร A + 2B ---> X และ A ทำ
ิ
ั
ปฏิกิริยำ กับ C ได้สำร Y กำรวัดมวลของสำรที่เวลำต่ำงๆ ได้ผลดังนี้
1. A + C ---> Y 4 นำที
2. 2A + C ---> Y 4 นำท ี
3. A + 2C ---> Y 3 นำที
4. 2A + C ---> Y 3 นำท ี
ิ
ิ
อัตราการเกดปฏิกริยาเคมี
The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search