อัตราการเกิดปฏฺิริยาเคมี

ทฤษฎกี ารชน(Collision theory)

ปฏิกริ ิยาเคมเี กิดขึน้ ไดเ้ ม่อื
• อนภุ าคของสารตัง้ ต้นจะต้องชนกัน
• ทศิ ทางในการชนต้องเหมาะสม
• พลังงานรวมในการชนตอ้ งเท่ากับหรือมากกวา่

พลงั งานกอ่ กัมมนั ต์ (Activation energy: Ea)

ทศิ ทางในการชนท่ีเหมาะสม
NO2 + CO  NO + CO2



ตรวจสอบความเขา้ ใจ

ให้นกั เรียนวาดรปู แสดงทิศทางการชนกนั ของแก๊สไนโตรเจน
มอนอกไซด์ (NO) กับแกส๊ โอโซน (O3) ทีม่ ีผลต่อการเกิด
แก๊สไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2) กบั แก๊สออกซเิ จน (O2)

(รปู ทว่ี าดควรให้อะตอม N ของ NO ชนกบั อะตอม O
ท่ปี ลายของ O3 เชน่ )

พลงั งานกอ่ กมั มันต์
(Activation energy : Ea)

หมายถงึ
พลังงานต่าทีส่ ดุ ท่ีทาใหเ้ กดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมไี ด้

สรปุ ลักษณะพลงั งานกอ่ กัมมันต์

1. ปฏิกิริยาท่มี ี Ea ตา่ ปฏกิ ิริยาจะเกิดง่ายหรือเร็ว
กว่าปฏกิ ิรยิ าทีม่ ี Ea สูง

2. ปฏิกริ ิยาต่างชนิดกนั ค่าพลงั งานกอ่ กัมมันตก์ ็
จะต้องตา่ งกนั ดว้ ย

3. ค่า Ea ไม่เก่ยี วข้องกันอัตราการเกดิ ปฏิกิรยิ าเคมี
4. มีหนว่ ยเปน็ kJ/mol

ทฤษฎสี ารเชิงซ้อนกมั มนั ต์

(Activated-complex theory)

-เรียกอกี ชอ่ื หนึง่ วา่ ทฤษฎีสภาวะ
แทรนซิชนั (Transition state
theory)
- เม่อื อนุภาคของสารตง้ั ตน้ ชนกนั จะ
เกิดสารที่ไมเ่ สถยี รและมีพลงั งานสูง
เรยี กว่า สารเชิงซ้อนกมั มันต์
(Activated complex) เรยี กสภาวะ
ขณะน้วี ่า สภาวะแทรนซิชัน
(Transition state)

ทฤษฎีสารเชิงซอ้ นกมั มนั ต์

H2 + I2  2HI

HI HI HI

HI HI HI

สารตงั้ ตน้ สารเชิงซอ้ นกมั มนั ต์ ผลติ ภณั ฑ์

พนั ธะเรมิ่ สรา้ ง
พันธะเรมิ่ สลาย

ทฤษฎีสารเชงิ ซอ้ นกัมมนั ต์
(Activated-complex theory)

ทฤษฎีสารเชงิ ซอ้ นกัมมนั ต์
(Activated-complex theory)

พลงั งานกับการดาเนนิ ไปของปฏกิ ริ ยิ า

-ปฏิกิริยาดดู พลังงาน (Endothermic reaction)
- ปฏกิ ริ ิยาคายพลงั งาน (Exothermic reaction)

สารเชงิ ซอ้ นกมั มนั ต์ ปฏกิ ิรยิ าดูดพลงั งาน
E3

พลังงานศักย์ E2 Ear Eap

ผลิตภณั ฑ์

H

E1 Earไปขา้ งหน้า  Eapยอ้ นกลบั
สารตง้ั ตน้

การดาเนนิ ไปของปฏกิ ริ ยิ า

- สารผลิตภณั ฑม์ ีพลงั งานมากกวา่ สารต้งั ต้น (E2 E1)
- Ea = พลังงานของสารเชงิ ซอ้ นกมั มันต์ (E3) – พลงั งาน

ของสารต้ังต้น (E1)
- พลังงานของปฏกิ ริ ิยา (H) = E2- E1

สารเชิงซอ้ นกมั มนั ต์ ปฏกิ ริ ิยาคายพลังงาน
E3

พลังงานศักย์ Ear Eap
H
E1 สารตง้ั ตน้
E2 ผลติ ภณั ฑ์

การดาเนนิ ไปของปฏกิ ริ ยิ า Earไปขา้ งหน้า  Eapยอ้ นกลบั

- สารผลิตภัณฑม์ พี ลงั งานนอ้ ยกวา่ สารตัง้ ต้น (E1  E2)
- Ea = E3 – E1
- H = E2- E1

Ex.7 พจิ ารณาปฏกิ ิรยิ าตอ่ ไปนี้ A + 2B 3C + 5D

X
3.5

X คอื ?

พลังงานศักย์ 2.0 (สารเชิงซอ้ นกมั มนั ต์)

1.5 3C + 5D
A + 2B

การดาเนนิ ไปของปฏกิ ริ ยิ า

เป็นปฏิกริ ิยาชนิดใด .............. (ดดู พลังงาน)
H = ………….. (2.0 – 1.5 = 0.5 kJ/mol)

Ea = ………….. (3.5 - 1.5 = 2.0 kJ/mol)

Ex.8

พิจารณาสมการตอ่ ไปน้ี

A + 2B  3C + 5D

พลังงานของสารตั้งต้น A และ B นอ้ ยกวา่ พลังงาน

ของ C และ D อยู่ 250 kJ ถา้ คา่ พลงั งานกอ่ กมั มนั ตข์ อง

ปฏกิ ิริยายอ้ นกลบั เทา่ กับ 510 kJ และพลงั งานกอ่ กมั

มันต์ของปฏกิ ิรยิ าไปขา้ งหน้ามีคา่ เทา่ ใด และปฏกิ ริ ิยาไป

ข้างหนา้ มกี ารเปล่ยี นแปลงพลงั งานแบบใด

พลังงานศักย์ สารเชงิ ซอ้ นกมั มนั ต์ E3
Ear Eap = 510

A+B E2 ดดู พลงั งาน

C+D

E = 250
E1

การดาเนนิ ไปของปฏกิ ริ ยิ า

Ex.9

ปฏกิ ริ ยิ า มี Ea ไปขา้ งหนา้ 140.5 kJ
และมี Ea ย้อนกลับ 85.0 kJ ขอ้ ความใดถกู ต้อง

1. ปฏกิ ริ ยิ านี้คายพลงั งาน 55.5 kJ
2. ปฏกิ ริ ยิ านดี้ ดู พลงั งานมากกวา่ 55.5 kJ
3. สารที่เป็นสารผลติ ภัณฑ์มีพลงั งานสูงกวา่
สารท่เี ปน็ สารตัง้ ตน้
4. ปฏกิ ริ ิยาน้ี ผันกลับไมไ่ ด้

พลังงานกับปฏกิ ริ ยิ าเคมีหลายข้ันตอน

พลังงานศักย์ Eap1 Ear2 E5

Ear1 E4
Eap2
สารตง้ั ตน้ H
E3
E2

E1
ผลติ ภณั ฑ์

การดาเนนิ ไปของปฏกิ ริ ยิ า

ข้นั ทเี่ กดิ ชา้ ทส่ี ดุ เปน็ ขน้ั กาหนดอัตราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ า

Ex.10 จากกราฟแสดงพลังงานกบั การดาเนนิ ไปของปฏกิ ิริยา

จงตอบคาถามตอ่ ไปนี้ ก. ปฏกิ ิริยานเี้ ป็น

50 D ปฏกิ ิรยิ าดดู ความรอ้ น

พลังงาน (kJ/mol)40 B หรอื คายความร้อน

30 C F
20
และมีพลังงานเทา่ ใด

10 E G ข. สารใด หมายถึง

A สารเชงิ ซ้อนกมั มันต์
การดาเนนิ ไปของปฏกิ ริ ยิ า ค. ปฏกิ ิรยิ านมี้ ขี ั้นตอน

แต่ละข้นั ตอนมพี ลังงาน

ก่อกมั มนั ตเ์ ท่าใด

จากกราฟแสดงพลงั งานกบั การดาเนินไปของ

ปฏิกริ ิยา จงตอบคาถามตอ่ ไปนี้

50 D ง. จงเขียนสมการ
40 B แสดงการ
พลังงาน (kJ/mol) เกิดปฏิกิรยิ า
30 C F ของขนั้ ตอนทชี่ า้ ทส่ี ดุ
20
จ. ขนั้ ใดเป็นข้นั กาหนด
10 E G อตั ราการเกดิ ปฏกิ ิรยิ า

A
การดาเนนิ ไปของปฏกิ ริ ยิ า

ฉ. ปฏกิ ริ ิยาขัน้ ตอนใดเกิด

เรว็ ทสี่ ดุ

ตรวจสอบความเข้าใจ

ปฏกิ ริ ิยาเคมที ี่ 1 คายพลังงานเท่ากับ 20 kJ/mol มี
พลังงานก่อกมั มนั ตเ์ ท่ากับ 52 kJ/mol ปฏิกริ ยิ าเคมที ี่ 2
ดูดพลงั งานเทา่ กบั 30 kJ/mol มพี ลังงานกอ่ กมั มันตเ์ ท่ากบั
45 kJ/mol ปฏิกิริยาเคมีใดเกิดไดเ้ รว็ กว่ากัน เพราะเหตุใด

(ปฏิกริ ิยาเคมที ่ี 2 เกิดไดเ้ รว็ กว่าปฏิกิรยิ าเคมที ่ี 1
เพราะมีพลังงานก่อกมั มนั ต์นอ้ ยกว่า)

ใหน้ ักเรยี นทาแบบฝกึ หดั 8.2
หน้า 78

1. จงเตมิ เครอ่ื งหมาย หนา้ ข้อความทถ่ี ูกต้อง และ เติม
เคร่ืองหมาย  หน้าขอ้ ความทไ่ี ม่ถกู ตอ้ ง
…... 1.1 การเกดิ ปฏิกิรยิ าเคมรี ะหว่างสารตง้ั ตน้ ท่ีเปน็ ของแขง็

กบั ของเหลวไมส่ ามารถอธิบายได้โดยใช้ทฤษฎกี ารชน
…... 1.2 ปฏกิ ริ ิยาเคมีเกดิ ขนึ้ ได้ ถา้ อนุภาคของสารตั้งตน้ ชนกัน

ด้วยทิศทางทเ่ี หมาะสมและมีพลงั งานอย่างนอ้ ยเท่ากบั พลงั งาน

ก่อกมั มันต์
…... 1.3 อนภุ าคของสารท่ชี นกนั แล้วเกิดปฏกิ ิรยิ าเคมี แต่ละ

อนภุ าคไมจ่ าเป็นตอ้ งมีพลังงานเท่ากับพลงั งานก่อกัมมันต์

2. พิจารณาแผนภาพแสดงการเปลย่ี นแปลงพลังงานของ
ปฏิกิริยาตอ่ ไปนี้

2.1 พลังงานก่อกัมมันตข์ องปฏกิ ิรยิ า A + B  C + D มี

ค่าเท่าใด
พลงั งานกอ่ กมั มนั ตข์ องปฏกิ ริ ยิ า A + B  C + D

มคี า่ 120 – 52 เทา่ กบั 68 kJ
2.2 พลงั งานกอ่ กมั มนั ตข์ องปฏิกริ ิยา C + D  A + B มี

ค่าเทา่ ใด
พลังงานกอ่ กมั มนั ตข์ องปฏิกริ ยิ า C + D  A + B

มคี ่า 120 – 20 เท่ากบั 100 kJ

2.3 ปฏกิ ริ ิยา A + B  C + D เป็นปฏกิ ิรยิ าดูดหรือคาย
พลังงาน และพลังงานของปฏกิ ิรยิ ามีคา่ เท่าใด

เป็นปฏกิ ิริยาคายพลงั งาน และพลังงานของปฏิกิริยามี
ค่า 52 – 20 เทา่ กบั 32 kJ

3. จากข้อมลู ในตารางต่อไปน้ี

3.1 เรียงลาดบั อัตราการเกิดปฏิกิรยิ าเคมขี องทงั้ สาม
ปฏกิ ิรยิ าจากมากไปหาน้อย

1>2>3
3.2 ปฏกิ ิริยาที่ 1 สารตง้ั ต้นมพี ลงั งานมากหรอื นอ้ ยกว่า
ผลิตภัณฑ์เทา่ ใด

สารตัง้ ต้นมีพลงั งานมากกวา่ สารผลิตภณั ฑ์ 70.00
kJ/mol

4. ปฏิกริ ิยา A C เป็นปฏิกิรยิ าคายพลังงาน 36 กิโลจูลตอ่
โมล โดยมี B เป็นสารที่สถานะแทรนซิชนั ซึ่งมพี ลงั งาน
มากกวา่ A 45 กโิ ลจลู ตอ่ โมล
4.1. เขียนแผนภาพการดาเนินไปของปฏิกิรยิ า

4.1. เขยี นแผนภาพการดาเนนิ ไปของปฏกิ ริ ยิ า

4.2 เปรียบเทียบพลงั งานก่อกมั มนั ต์ของปฏกิ ิริยา A  C
กบั C  A
(A  C มีพลังงานกอ่ กมั มันต์ 45 kJ/mol ซง่ึ นอ้ ยกวา่
C  A ที่มพี ลงั งานกอ่ กมั มนั ต์ 45 + 36 เท่ากับ 81

kJ/mol)