อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

อตั ราการเกดิ
ปฏิกิริยาเคมี

Reaction rate



คาํ นาํ

รายงานเล่มนจี ดั ทําขนึ เพอื เปนสว่ นหนงึ ของวชิ าเคมี
ชนั มธั ยมศึกษาปที 5 เพอื ใหไ้ ดศ้ ึกษาหาความรใู้ นเรอื ง
อัตราการเกิดปฏิกิรยิ า และไดศ้ ึกษาอยา่ งเขา้ ใจเพอื

เปนประโยชนก์ ับการเรยี น ผจู้ ดั ทําหวงั วา่ รายงาน
เล่มนจี ะเปนประโยชนก์ ับผอู้ ่าน หรอื นกั เรยี น

นกั ศึกษา ทีกําลังหาขอ้ มูลเรอื งนอี ยูห่ ากมขี อ้ แนะนาํ
หรอื ขอ้ ผดิ พลาดประการใด ผจู้ ดั ทําขอนอ้ มรบั ไวแ้ ละ

ขออภัยมาณ ทีนดี ว้ ย
ผจู้ ดั ทํา



สารบัญ

ความหมาย 4

ประเภทของปฏิกิรยิ า 5

ชนดิ ของอัตราการเกิดปฏิกิรยิ าเคมี 6

อัตราของปฏิกิรยิ า 8

อัตราการเกิดปฏิกิรยิ า 11

แนวคิดเกียวกับการเกิดปฏิกิรยิ าเคมี 14

ปจจยั ทีมผี ลต่ออัตราการเกิดปฏิกิรยิ า 24

กฏอัตรา 28

กลไกของปฏิกิรยิ าเคมี 35



ความหมาย

อตั ราการเกิดปฏิกริ ยิ าเคมีหมายถงึ
ความเร็วทีตัวทําปฏกิ ิรยิ าเปลียนไปเปนสารผลติ ภัณฑ์ต่อ
หน่วยเวลา โดยทีหน่วยความเข้มข้นของสาร
เปนmol/dm3ดงั นันอัตราการเกิดปฏกิ ิรยิ าเคมีจงึ มีการ
เปลียนแปลงความเขม้ ขน้ ของสารต่อวนิ าทชี ัวโมง
หรอื วนั ทังนีขนึ อยกู่ ับปฏิกิริยาเกดิ เรว็ หรือชา้ เพยี งใด
ให้เราพจิ ารณาจากปฏิกิรยิ าต่อไปนี
เมือเวลาผา่ นไปจากเวลา
t1 ไปเปน t2 ความเขม้ ข้นของสาร AB ที t1 เปน
[AB]t1และความเข้มขน้ ของสาร AB ที
t2 เปน [AB]t2
ระยะเวลาความเขม้ ขน้ ของสารABเปลียนไป
ดังนนั อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
หน่วยของอัตราการเกิดปฏิกริ ยิ าเคมีเปนเมอื sเปนวินาที
นอกจากพจิ ารณาความเขม้ ขน้ ของสารABเปลยี นไปตอ่
หน่วยเวลาแล้วเราสามารถพิจารณาความเข้มขน้ ของ
สารCทเี ปลียนไปหรอื พิจารณาจากสาร
ผลิตภัณฑ์ACหรือBทีเกิดขนึ ตอ่ หน่วยเวลาไดเ้ ชน่
เดียวกัน

อตั ราการเกดิ ปฏิกริ ยิ าเคมหี มายถงึ
อัตราการเกดิ ทีความเข้มขน้ ของตัวทาํ ปฏกิ ริ ยิ าลดลงหรอื
สารผลิตภัณฑ์ใดผลติ ภณั ฑ์หนึงเพิมข้นกับเวลาทา่ ผา่ นไป

4

ประเภทของปฏิกิรยิ า

1. ปฏิกิรยิ าเนือเดียว (homogeneous reaction)
จดั เปนปฏิกิรยิ าทีสารตงั ต้นทงั หมดอย่ใู นสถานะ
เดียวกนั
CH4(g)+ 2O2(g)---->CO2(g) + 2H2O(g)

2. ปฏิกริ ยิ าเนือผสม (heterogeneous reaction)
จดั เปนปฏิกริ ยิ าทสี ารต่าง ๆ ไม่ได้อยใู่ นสถานะเดยี วกนั
3HCl(aq) + HNO3(aq)--->Cl2(g) + NOCl(g) + 2H2O(l)

5

ชนดิ ของอัตรา
การเกิดปฏกิ ริ ยิ าเคมี

1. อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเฉลีย (Average rate)หมายถงึ
อัตราการเกิดปฏิกิรยิ าทีคิดจากการเปลยี นแปลงปรมิ าณสาร
ตังตน้ ทีลดลง หรือการเปลียนแปลงปรมิ าณสารผลิตภณั ฑท์ ี
เพมิ ขนึ ตังแต่เรมิ ต้นปฏิกิริยาจนสินสดุ การเกดิ ปฏิกริ ยิ าหรือ
สนิ สุดการทดลองในหนึงหน่วยเวลา มีได้คา่ เดยี ว

2. อัตราการเกิดปฏกิ ิริยา ณ ขณะใดขณะหนึง
(Instantaneous rate)หมายถึง อัตราการเกิดปฏิกริ ยิ าทคี ดิ

จากการเปลียนแปลงปรมิ าณสารตังต้นทลี ดลง หรือการ
เปลียนแปลงปรมิ าณสารผลิตภณั ฑท์ เี พิมขนึ ณ ช่วงใดชว่ ง
หนึง ขณะทปี ฏิกริ ยิ ากําลังดําเนินอย่ใู นหนึงหน่วยเวลา ทชี ่วง
นนั อตั ราการเกดิ ปฏิกิริยานีมีไดห้ ลายค่า ทีเวลาตา่ งกันจะมี
คา่ ไม่เท่ากนั คอื ตอนเริมต้นอัตราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าจะมีค่า
มาก เมอื ปฏกิ ริ ยิ าดําเนินต่อไป อัตราการเกดิ ปฏิกิริยาจะลด

ลงตามลําดบั เพราะความเข้มข้นของสารตงั ตน้ ลดลง

6

3. อตั ราการเกิดปฏกิ ิรยิ า ณ จดุ ใดจดุ หนึงของเวลาหมายถงึ
อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าทีคิดจากการเปลยี นแปลงปรมิ าณสาร
ตังต้นทลี ดลง หรือการเปลียนแปลงปริมาณสารผลิตภณั ฑท์ ี
เพมิ ขึน ณ เวลาใดเวลาหนึงในช่วงสันๆ ขณะทีปฏกิ ริ ิยากาํ ลัง
ดําเนินอยใู่ นหนึงหน่วยเวลา อตั ราการเกิดปฏิกริ ิยา ณ จดุ ใด
จดุ หนึงของเวลา หาได้โยการนําขอ้ มูลทไี ดจ้ ากการทดลองไป
เขียนกราฟ (ใหป้ รมิ าณสารทเี ปลยี นแปลงเปนแกนตงั เวลา

เปนแกนนอน) เมอื ต้องการทราบอัตราการเกิดปฏกิ ริ ยิ าที
เวลาใด ก็ใหล้ ากเสน้ ตังฉากตรงจดุ เวลานนั ไปตดั เสน้ กราฟ
ลากเสน้ สมั ผสั ให้ผา่ นจุดตดั แล้วหาคา่ ความชนั (Slope) ของ
เส้นสมั ผสั ค่าความชนั ก็คอื อัตราการเกิดปฏกิ ริ ยิ า ณ ขณะ

นัน

7

อัตราของปฏิกิริยา

อตั ราของปฏิกรยิ า (rate of chemical reaction) คอื อัตร
ซึงสารตังตน้ (reactant)
ทําปฏกิ ริ ิขไป หรอื อตั ราซงึ ผลิตผล (produt) ปรกฎขึนหรือ
เกดิ ขึนจากปฏิกริ ขิ า ในการศกึ ษา
จลนศสตรด์ มี มกั ระบอุ ัตราปนการลดลงความเขม้ ขันของ
สารตังดันหรอื การเพมิ ขึนของผลิตผล
กับเวลา ซงึ สามารถวดั ได้จากการทดลองไดแ้ ก่
(1) ปริมาณกซ๊ ทีเกิดขึน
(2) ความดนั ทีเปลยี นแปลง
(3) การเปลยี นสี
(4) การเกิดตะกอน
(5) การเกดิ กรดหรอื เบส
กรณีทกี ารวดั ความเขม้ ข้นโดยตรงของสารทาํ ได้ยากนกั กมี
มักวัดสมบตั ทิ สี มั พันธ์
โดยตรงกบั ความเข้มข้น เชน่ ความดัน สแี ลว้ ถงึ เปลยี นเปน
ความเขม้ ขนั

8

ในวชิ าจลนทาสตรเ์ กมี ปรมิ าณของสารตังต้นทีลดลงหรอื
ผลติ ภัณฑ์ทเี กดิ ขึนนิยม
ระบุหน่วขปนความเขม้ ขน้ โมลลติ ร หรอื M เสมอ และ
เขยี นแทนดว้ ขวงเล็บ [ ] ดงั นันความ
เข้มข้นเปนโมลลิตรของ N,O จงึ ขยี นแทนดว้ ข [N20ร]
เชน่ [N20ร] = 0.1 หมายความว่า
N,O มคี วามเข้มขน้ 0.1 โมล/ลติ ร
อัตราการเกิดปฏิกริ ยิ าระบใุ หท้ ราบว่าการเปลีขนแปลงของ
ปฏกิ ริ ยิ าเกดิ ร วดเรวื
เพยี งใด ซงึ โดยทัวไปจะระบใุ นเทอมของการเปลียนแปลง
ความขม้ ขันของสารตงั ค้นหรอื ผลิตผลที
เกิดในชว่ งเวลาทีกาํ หนด เชน่ สมการA+ 2B
อตั ราการเกดิ ปฏิกิรยิ า = ความเข้มขน้ ของ c ทีเปลยี นไป

เวลาทเี ปลยี นไป
อัตราการเกดิ ปฏิกริ ยิ า= (ความเขม้ ขันของ C)

T
= [P]

t

9

เนืองจากอตั รการเกดิ ปฏิกริ ิยาทีเวลาต่าง ๆ ไมทก่ ัน จงึ ควร
เขยี นว่า
อตั ราการเกิดปฏิกิรยิ า = d[C]

dt
หรอื ถา้ เขียนในรปู ของการเปลขี นความเข้มขนั ของสารตัง
ต้น A และ B จะเขยี นได้
ดงั นี
อตั ราการเกิดปฏกิ รยิ า =_ d[A] = _ d[B]

dt dt
จากสมการ
A + 2B -----------> C
ดว้ ยเหตุทีวา่ อัตราการลดลงไปของ เปนครึงหนึงของการลด
ลงไปของ B
เพราะถะนัน จึงเขยี นกวามสัมพันธระหวา่ งอัตราการเกิด

ปฏิกิรยิ าในรูปของสารต่าง ๆ 9ได้ จะตอ้ ง

คิดตอ่ 1 โมลของสารนัน ๆ จึงเขยี นไดด้ ังนี
อัตราการเกดิ ปฏกิ ิรยิ า =_ d[A] = _ 1 d[B]=_ d[P]
dt 2 dt dt

10

อตั ราการเกดิ ปฏิกิริยา

คําวา่ อตั ราการเกิดปฏิกิรยิ า หมายถึงอตั ราสทุ ธิ
(net ratc) มไิ ดห้ มายถงึ อัตราการ
เกิดปฏิกริ ิยาดําเนินไปข้งหนํา (orward reaction) อย่าง
เดยี ว พราะปฏิกริ ิยายอ้ นกลับ (backward
reaction) กอ็ าจเกิดไดเ้ ช่นกัน
จะเห็นว่าหน่วยของอัตราเร็ของปฏกิ รยิ า คอื หน่วยของ
ความขม้ ขนั หารด้วยเวลา
เราทราบว่หน่วขความขม้ ขนั ทีนิยมคือ mol dm หรือ mol
1' และหน่วยของเวลาคือ s (second)
ดังนนั หน่วยของอัตรการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าจึงเปน mol dm
และจะตดิ ตามสารทวี ัดได้งา่ ยทสี ดุ
เช่น ปฏกิ ริ ิยาระหวา่ ง 0.10 mol ของ CO กับ 0.10 mol
ของ NO, ในภาชนะปริมาตร 1 ถิตรที
อุณหภูมิหนึง
CO(g) + NO (g)----------->CO (G) + NO(g)
เราอางลอื กติดตามกวามข้มขนั ของ CO ทีเปลียนไปที
เวลาตา่ ง ๆ แลว้ นําคา่ ที
ไดม้ าขียนกราฟกบั เวลา จะไดก้ ราฟตามภาพที 9 ความร็
ของปฏิกรยิ าทวี ลาใด ๆ กค็ ือความชัน
ของกราฟทวี ลานนั ตวั อยา่ งเช่นที = 20 ร ความชนั มคี าํ
เท่ากับ 0.0010 mol dm' s'

11

ตวั อยาง
ปฏิกริ ยิ าระหวางแมกนีเซยี มกับสารละลายกรดไฮโดรคลอรกิ
ดงั สมการ
Mg (s) + 2 HCl (aq)----------->MgCl2 (aq) + H2 (g)
สามารถวัดความเขมขนของสารละลายกรดไฮโดรคลอริกใน
ระหวางเกดิ ปฏิกิรยิ าไดดังนี

จากขอมูล สามารถหาอตั ราการเกิดปฏิกริ ยิ าไดดังนี
1. อัตราการเกิดปฏกิ ิริยาเคมีเฉลยี วัดจากการเปลยี นแปลง
ปริมารสารตงั งตน้
ทงั หมด หรอื สารผลิตภณั ฑทังหมดตอเวลาทังหมดทีใชใน
การเกดิ ปฏิกิริยาเคมี
อตั ราการเกดิ ปฏกิ ิริยาเคมีเฉลยี = ปริมาณสารตงั ตนที
ทังหมด
เวลาทังหมดทใี ช้
หรอื อตั ราการเกิดปฏกิ ิรยิ าเคมีเฉลยี = ปรมิ าณสารผลติ
ภัณฑทีเกิดขึน

เวลาทังหมด

= 1.80-0.85
250

= 3.8×10-3 mol dm-3 s-1

12

2. อัตราการเกดิ ปฏิกริ ยิ าเคมีในชวงวินาทที ี 150 – 200
อัตราการเกิดปฏิกริ ิยาเคมใี นชวงเวลาหนึง = ปริมาณสารตัง
ต้นทลี ดลงในช่วงเวลานนั

เวลาในชวง
นัน ๆ
อัตราการเกิดปฏกิ ิริยาของปฏกิ ริ ิยานีจงึ = ปริมาณสารตังตน้ ที
ลดลงในชวงวนิ าทีที 150-200

เวลาในช่วงวนาทีที 150 - 200
= 1.30 -1.00
200-150
= 6×10-3 mol dm-3 s-1

3. อัตราการเกดปฏกิ ริ ิยาเคมีทีวินาทีที 200 หาได้จากความชนั
ของกราฟระหวา่ ง
ความเข้มขน้ กับเวลา
อัตราการเกดิ ปฏิกิรยิ าทีวนิ าทที ี 200

13

แนวคดิ เกยี วกับการเกดิ
ปฏกิ ิรยิ าเคมี

นักวทิ ยาศาสตรเ์ ชือวา่ ในการเกิดปฏกิ ิรยิ าเคมอี นภุ าคของ
สารตังต้นซงึ อาจเปนโมเลกลุ อะตอม หรือไอออนจะต้องชน
กัน ถา้ การชนกันทุกครงั ทําใหเ้ กดิ ปฏิกิริยาเคมี จะมีผลทําให้
ปฏิกริ ยิ าเคมเี กิดขึนได้เรว็ แตจ่ าการทดลองพบว่า การชนกนั
ของอนภุ าค ไม่สามารถทาํ ให้เกดิ ปฏิกิรยิ าทุกครัง มีเพียงบาง
ครังเทา่ นนั ทมี ปี ฏิกิรยิ าเกิดขนึ

จากทฤษฎีจลน์ อธิบายได้ว่า ณ อุณหภมู ิหนึง โมเลกลุ ของ
แกส๊ ชนิดเดียวกนั เคลือนทีด้วยอตั ราเร็วแตกต่างกนั
โมเลกุลทเี คลอื นทชี ้าจะมพี ลังงานจลนต์ าํ สว่ นโมเลกุลที
เคลอื นทีเรว็ จะมพี ลงั งานจลนส์ งู ถา้ โมเลกลุ ทีมพี ลังงานจลน์
สงู หรือมีอัตราเรว็ สูงชนกนั พลังงานทเี กดิ จากการชนก็จะมี
คา่ สูงดว้ ย ถ้ามีพลงั งานสงู พอก็จะเกดิ การสลายพันธะในสาร
ตงั ตน้ แล้วสรา้ งพันธะใหมข่ นึ เปนสารผลติ ภัณฑซ์ งึ กค็ ือ การ
เกิดปฏิกริ ิยาเคมี แตถ่ า้ โมเลกุลทีมีพลงั งานจลนต์ ําเกดิ การ
ชนกันและพลงั งานมคี ่าไม่สงู พอกจ็ ะไมเ่ กดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมเี กิด
ขึน

เมอื อนภุ าคของสารชนกันแล้วจะมปี ฏกิ ริ ิยาเคมเี กดิ ขีนหรือ
ไม่ ยังขนึ อยกู่ บั ทศิ ทางในการชนกนั ด้วย เชน่ ปฏิกิริยา
ระหว่างแก๊สไฮโดรเจนกบั แกส๊ ไอโอดนิ ดงั สมการ

H2(g) + I2(g)--->2HI(g)

14

การทีจะไดแ้ ก๊สไฮโดรเจนไอโอไดด์เกิดขนึ โมเลกุลของ
แกส๊ ไฮโดรเจนกับแก๊สไอโอดนี จะต้องมีการชนกันและ
อาจจดั ตวั ขณะชนกนั ได้ดงั รปู

เมอื พจิ ารณาการชนกันของโมเลกุลH2กบั I2พบวา่ การ
ชนกันแบบ ข. มโี อกาสทีจะเกดิ ปฏิกิริยาเคมีไดม้ ากกว่า
แบบ ก. เนืองจากทศิ ทางในการชนกนั ของโมเลกลุ ทังสอง
ความเหมาะสม

จากขอ้ มลู ทกี ล่าวมาแล้วช่วยใหส้ รุปได้วา่ ปฏกิ ริ ยิ าเคมี
เกิดขนึ ไดเ้ มืออนภุ าคของสารตงั ตน้ ชนกันในทิศทางที
เหมาะสม รวมทงั ตอ้ งมพี ลงั งานทเี กดิ จากการชนกนั อย่าง
นอ้ ยทสี ดุ ปริมาณหนึงซึงเทา่ กบั พลงั งานกอ่ กมั มนั ต์ ใช้
สัญลกั ษณย์ ่อเปน Ea

พลงั งานกอ่ กัมมันต์เปนค่าทคี ํานวณจากผลการทดลอง
ซงึ ในแต่ละปฏกิ ริ ยิ าจะมีค่าพลังงานก่อกัมมันตไ์ ม่เท่ากนั
โดยปกติโมเลกุลทีมีพลงั งานเทา่ กับหรือมากกวา่ พลงั งา
นกอ่ กัมมันตม์ ีจํานวนนอ้ ยมาก เพอื ใหเ้ ขา้ ใจดขี นึ จงึ อาจ
เปรียบเทยี บการเกดิ ปฏกิ ิริยาเคมกี ับการเดนิ ทางขา้ ม
ภูเขาดงั รปู

15

รปู การดําเนินทางข้ามภเู ขา
จากรปู คนทจี ะเดนิ ขา้ มภูเขาได้ต้องแขง็ แรงมากหรือมี
พลงั งานมาก ดังนันจาํ นวนคนทจี ะเดนิ ขา้ มภูเขาได้
ภายในเวลาทกี าํ หนด จงึ ขึนอย่กู ับองคป์ ระกอบทีสําคัญ 2
ประการ คอื (1) จํานวนคนทแี ขง็ แรงหรอื มีพลังงานมาก
และ (2) ความสงู ของภเู ขา

ถ้าอุปมาอุปไมยจํานวนคนทแี ข็งแรงหรอื มีพลังงานสงู กบั
จํานวนอนภุ าคทีมพี ลังงานสงู และความสูงของภเู ขากบั
คา่ พลงั งานกอ่ กัมมนั ตข์ องปฏิกิริยานนั ชว่ ยให้อธบิ ายได้
ว่าการทบี างปฏกิ ิรยิ าเกดิ ขึนช้ามาก เพราะปฏกิ ริ ยิ านนั มี
ค่าพลงั งานก่อกมั มนั ตส์ ูงมาก และอนภุ าคทมี พี ลังงานสูง
มจี าํ นวนนอ้ ย โอกาสทจี ะชนกันเพอื ใหไ้ ดพ้ ลังงานสงู
เท่ากับพลังงานก่อกมั มนั ต์จงึ มนี อ้ ยด้วย ในกรณีของ
ปฏิกิรยิ าทีเกิดได้เรว็ ก็อธิบายได้ในทํานองเดยี วกัน

16

สาํ หรับการอธิบายการเกิดปฏกิ ิรยิ าเคมอี ีก
แนวคดิ หนึงอธบิ ายว่า เมอื สารเขา้ ทาํ
ปฏิกริ ยิ ากันจะมีสารใหม่เกดิ ขนึ เปน
ผลิตภัณฑ์ และในระหวา่ งทีสารตังต้น
เปลยี นเปนผลติ ภณั ฑน์ นั จะมสี ารเชงิ ซ้อ
นกมั มนั ต์เกิดขนึ กอ่ นเพียงชวั ขณะแล้วสาร
เชิงซอ้ นกัมมนั ตก์ ส็ ลายใหผ้ ลิตภณั ฑต์ ่อไป
เชน่ ปฏกิ ริ ิยาระหว่างแก๊สCO กบั NO2เกดิ
เปนแก๊สCO2และNO ซงึ อาจเขียนแผนภาพ
แสดงดังรปู

17

ทางด้านสารตังต้นจะมพี ันธะระหวา่ งอะตอมC กบั O ใน
โมเลกุลCO และN กบั Oในโมเลกุล NO2เท่านนั เมอื เกิด
เปนสารเชงิ ซอ้ นกมั มันต์ ความแขง็ แรงของพนั ธะระหวา่ ง
อะตอมN กับO ในNO2จะลดลง และเรมิ มพี นั ธะอย่าง
ออ่ น ๆ เกดิ ขึนระหว่างอะตอมของC ในCO กบั O
ในNO2เมอื สารเชงิ ซอ้ นกัมมันต์สลายตวั ใหผ้ ลิตภณั ฑ์
จะมีการสลายพนั ธะเดิมระหวา่ งอะตอม N กับ O และมี
พนั ธะระหวา่ งอะตอม C กับ O เกิดขนึ แทนที สารเชิงซ้อ
นกัมมนั ต์อยใู่ นสภาวะทีไม่เสถียรเพราะมพี ลงั งานสงู มาก
สภาวะดังกลา่ วนีเรยี กวา่ สภาวะแทรนซิชนั จงึ อาจกล่าวได้
ว่าพลังงานของสภาวะแทรนซิชันจะมีคา่ ประมาณพลังงา
นก่อกมั มันต์นันเอง ทังนีเพราะการทีปฏิกริ ิยาเคมีจะเกิด
ขนึ ไดอ้ นภุ าคของสารทีชนกันจะตอ้ งมพี ลงั งานอย่างนอ้ ย
ทสี ดุ เท่ากับพลงั งานก่อกัมมันต์
พลงั งานกับการดําเนินไปของปฏกิ ิริยา

เนืองจากเกดิ ปฏกิ ริ ิยาเคมีจะต้องมพี ลังงานเขา้ ไป
เกยี วขอ้ งด้วย ถา้ เปนปฏกิ ริ ยิ าของประกอบไคเวเลนตจ์ ะมี
การสลายพนั ธะของสารตงั ต้น และมีการสรา้ งพนั ธะของ
ผลติ ภัณฑเ์ กิดขนึ ถา้ พลังานทใี ช้ในการสลายพนั ธะ
ทงั หมดรวมกนั แล้วมีค่ามากกวา่ พลงั านได้จากการเกิด
พันธะใหมร่ วมกนั การเปลียนแปลงนันจะเปนประเภทดูด
ความรอ้ น ในทางตรงกันขา้ มถา้ พลงั งานไดจ้ ากการเกดิ
พนั ธะใหม่รวมกนั เปลยี นแปลงนันจะเปนประเภทดดู
ความร้อน ในทางกนั ขา้ มถ้าพลังงานทีใชใ้ นการสลาย
พันธะทังหมดรวมกันมีคา่ นอ้ ยกว่าพลังานทีเกดิ ขนึ เนือง
จากการสร้างพนั ธะรวมกนั การเปลียนแปลงนนั กจ็ ะเปน
ประเภทคายความร้อน

18

ในแง่พลังงานของโมเลกลุ ถ้าสารทีเปนผลิตภัณฑม์ ี
พลังงานตาํ กวา่ สารตังต้น ปฏกิ ิรยิ านนั จะเปนประเภทคาย
พลังงาน แต่ถ้าสารทเี ปนผลิตภณั ฑ์มพี ลงั งานสงู กว่าตัง
ตนั ปฏิกิรยิ านนั จะเปนประเภทดดู พลังงาน
การดําเนินไปของปฏกิ ริ ิยาในแง่ของพลงั งานของโมเลกุล
เมือโมเลกลุ ของกา๊ ซมาชนกันจนกระทังกลายเปน
ผลติ ภัณฑ์สามารถจะแสดงให้เหน็ ได้โดยอาศัยกราฟซงึ
จะแสดงความสมั พันธร์ ะหวา่ งพลังงานของสารตังต้นพลงั
งานกอ่ กัมมนั ต์ของปฏกิ ริ ยิ า และพลังงานของผลติ ภัณฑ์
ดังนี

19

ก. ปฏกิ ิริยาระหวา่ ง NO2 กบั CO ซงึ เปนประเภทคายความ
ร้อน
NO2 (g) + CO(g) →NO (g) + CO2 (g) + 234 kJ
เขยี นกราฟแสดงความสมั พนั ธ์ระหว่างพลงั งานกับการ
ดําเนินไปของปฏกิ ริ ยิ าไดด้ งั นี

การเปลยี นแปลงพลังงานของปฏิกริ ิยา NO2 + CO → NO +
CO2
E1 คอื พลังงานของสารตังตน้
E3 คือ พลงั งานผลติ ภณั ฑ์
Ea คือ พลงั งานก่อกมั มันต์ซงึ เปนผลต่างระหวา่ ง E2 กับ E1
E คือ พลังงานของปฏิกริ ิยาซงึ เปนผลตา่ งระหว่าง E3 กับ E1
ในปฏกิ ริ ิยาดงั กลา่ วนี
E = -234 KJ
Ea = 66. KJ

20

ข . ปฏิกริ ิยา 2HI(g) → H2 ( g) + I2 (g) ซงึ เปนปฏิกริ ยิ า
ประเภทดดู ความรอ้ น

การเปลยี นแปลงพลงั งานของปฏกิ ิรยิ า 2HI →H2 + I2
เมอื สารตงั ต้น(HI) ซึงมพี ลงั งาน E1 ชนกนั จนทําใหม้ ี
พลังงานสงู ขนึ เปน E2 ซึงจะกลายไปเปนผลิตภณั ฑ์ ( H2
+I2 ) ทีมพี ลงั งาน E3
E3 มคี า่ มากกว่า E1 ดังนนั จงึ เปนการเปลียนแปลงประเภท
ดดู ความร้อน โดยมีพลังงานของปฏิกิรยิ าหรอื พลงั งานที
ระบบดูดเขา้ ไปเทา่ กบั E
E = E3 - E1
Ea = E2 - E1
ในกรณีทีเปนการเปลยี นแปลงแบบผันกลบั ได้ คอื มีทงั
ปฏกิ ิรยิ าไปขา้ งหนา้ และปฏิกิริยอ้ นกลับจะมที งั พลังงานก่
อกมั มนั ตข์ องปฏิกริ ยิ าไปข้างหนา้ ( Eaf) และของปฏกิ ิรยิ า
ย้อนกลับ ( Ear )
การเปลียนแปลงพลังงานของปฏิกริ ยิ าทีมกี ลไก : H2 I(g) + I (g)

21

จากแผนภาพในรปู สรุปได้ว่า
1. ปฏิกิรยิ าทีมกี ลไกในการเกิดหลายขนั ปฏิกริ ยิ าจะเปน
แบบคายพลงั งาน หรอื เปนแบบดูดพลังงานใหด้ ทู ีพลังงาน
ของสารตงั ตน้ และพลังงานของสารผลิตภัณฑ์ในขัน
สุดท้ายเปนเกณฑ์ กลา่ วคือพลังงานของสารตงั ต้นสงู กว่า
พลังงานของสารผลติ ภัณฑก์ แ็ บบคายความรอ้ น และถ้า
พลงั งานของสารตังตน้ ตํากวา่ พลงั งานของสารผลิตภัณฑ์ก็
แบบดดู พลังงาน สําหรับปฏิกริ ิยาระหว่าง H2 กับ I2 มี H
เปนพลังงานคายความร้อน

2. ปฏกิ ริ ยิ านีมขี ันตอนในการเกดิ 3 ขัน และมีปฏกิ ิริยาใน
ขันตอนที 3 เกิดชา้ ทีสดุ ดังนันจึงเปนขนั ตอนทีใช้กําหนด
อัตราการเกดิ ปฏิกริ ยิ า เรยี กวา่ Rate determining step

22

3. พลังานก่อนกัมมนั ต์ของปฏกิ ริ ิยาในแต่ชนั ตอนสามารถ
เรียงลาํ ดบั จากค่ามากไปหานอ้ ยไดด้ ังดงั นี
Ea3 > Ea1 > Ea2
ดงั นันแสดงว่า ปฏิกริ ิยาในแตล่ ะขนั จะเรียงจากเกดิ ยาก
(หรือช้า) ไปหาเกิดงา่ ย (หรอื เรว็ ) สุดไดด้ งั นี ปฏิกริ ยิ าใน
ขันตอนที 3 ปฏิกริ ิยาในขันตอนที 1 ปฏิกิรยิ าในขนั ตอนที
2

●พลังงานของปฏกิ ริ ิยาในแตล่ ะขนั ตอนย่อยเปนดังนี

ปฏิกริ ยิ าในขนั ที 1 : I2 →2 I เปนปฏิกริ ิยาแบบดดู พลังงาน
ปฏิกิรยิ าในขันที 2 : I2 +H2 →H2 I เปนปฏิกริ ยิ าแบบดดู
พลังงาน
ปฏกิ ิรยิ าในขนั ที 3 : H2 + I →2H I เปนปฏกิ ิริยาแบบดูด
พลังงาน

4. พลังงานกอ่ กัมมันต์ของปฏกิ ริ ยาทีมีกลไกในการเกดิ
หลายขันเท่ากับผลต่างพลังงานของสารเชิงซอ้ นทถี ูก
กระตนุ้ ในขันตอนทีเกิดชา้ ทสี ดุ กบั พลังงานของสารตังตน้
เชน่ ปฏกิ ิริยาระหว่างก๊าซ H2 และ I2 คือ Ea

23

ปจจัยทีมีผลตอ่ อตั ราการ
เกิดปฏกิ ริ ิยา

1.ธรรมชาติของสารตังตน้ (Nature of reactant)
สําหรบั สารต่างชนิดกนั จะสามารถเกดิ ปฏิกริ ิยาได้เร็วหรอื
ชา้ นัน ขึนอย่กู ับสมบตั ิเฉพาะตวั ของสารแต่ละชนิด เช่น
โลหะโซเดยี มทาํ ปฏิกริ ยิ ากับนําเย็นไดเ้ ร็วมาก และเกดิ
ปฏิกริ ิยารุนแรง ในขณะทโี ลหะแมกนีเซยี มทาํ ปฏิกิริยากบั
นําเย็นได้ชา้ แตเ่ กดิ ไดเ้ รว็ ขึนเมือใชน้ ํารอ้ น ทีเปนเชน่ นี
เพราะวา่ โลหะโซเดียม มีความว่องไวในการเกิดปฏกิ ิริยาดี
กวา่ โลหะแมกนีเซยี ม สารบางชนิดจะทาํ ปฏิกิริยาได้ยาก
เช่นการสกึ กร่อนของหิน การเกิดสนิมเหลก็ บางชนิดจะทาํ
ปฏิกิริยาได้ง่าย เชน่ การระเบิดของประทดั

24

2.ความเขม้ ขน้ ของสารตงั ต้น
ปฏกิ ริ ิยาเคมีโดยทวั ไป อตั ราการเกดิ ปฏิกิรยิ าเคมี มกั ขึน
อยูก่ ับความเข้มข้นของสารตังตน้ ทีเข้าทําปฏกิ ิริยา เช่น
ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกบั กรด ถา้ เรมิ ตน้ ใชก้ รดทีมคี วาม
เข้มขน้ สูงจะเกิดการกดั กร่อนโลหะได้เร็วกว่ากรดทมี คี วาม
เข้มข้นตํา ดงั นันในกระบวนการผลติ ทางอุตสาหกรรม จงึ
ต้องใช้สารเรมิ ต้นทีมีความเข้มขน้ สูงพอทจี ะทําให้ปฏิกิริยา
เกิดด้วยอตั ราทีให้ปริมาณผลติ ภัณฑไ์ ดต้ ามความต้องการ
ในเวลาสนั ซงึ เปนการลดตน้ ทุนทางหนึง สําหรับสาร
ปฏิกริ ยิ าทมี ีสารตังต้นมากกวา่ หนึงชนิด อตั ราการเกดิ
ปฏกิ ริ ยิ าอาจขึนอยกู่ ับความเข้มข้นของสารตังตน้ เพยี งสาร
ใดสารหนึงหรอื ทกุ สารก็ได้ แตม่ ีปฏกิ ริ ิยาบางชนิดทีอตั รา
การเกดิ ปฏกิ ริ ิยาไม่ขึนอยู่กบั ความเขม้ ข้นของสารตงั ตน้
เลย กล่าวคือไม่ว่าจะเปลียนความเข้มขน้ ของสารตังตน้
อย่างไร อตั ราการเกดิ ปฏิกิรยิ าคงทเี สมอ เช่น ปฏิกิริยาการ
กําจัดแอลกอฮอล์ในเลอื ดของคน อัตราการสลายตัวของ
แอลกอฮอลใ์ นรา่ งกายจะคงทีไม่ว่าปรมิ าณของแอลกอฮอล์
ในเลอื ดจะมากหรอื นอ้ ยเพยี งใดกต็ าม

25

3.พนื ทผี วิ ของสารตงั ต้น
พืนทผี ิวของสารตังตน้ จะมอี ทิ ธิพลต่ออัตราการเกิด
ปฏกิ ริ ยิ าเคมกี ็ตอ่ เมอื ปฏกิ ิรยิ าเคมีทเี กิดขึนนันเปน
ปฏิกริ ิยาเคมแี บบเนือผสมทีมีสารตงั ต้นเปนของแข็งร่วม
อยู่ดว้ ย เช่น การเกิดปฏกิ ิรยิ าระหว่าง Mg และ HCl ดงั
สมการ

Mg (s) + HCl ( aq) -------> MgCl2(aq) + H2(g)

ปฏกิ ิรยิ าของโลหะแมกนีเซียมกบั กรดไฮโดรคลอริกจะเกิด
แกส๊ ไฮโดรเจนซึงถ้าทําใหล้ วดแมกนีเซียมเปนชินเล็ก ๆ จะ
พบวา่ ปฏิกริ ยิ าจะเกดิ เร็วกวา่ ลวดแมกนีเซียมทเี ปนแผ่น
หรอื ขดเปนสปริง
การเพิมพืนทีผวิ ของของแข็งใหส้ มั ผสั กบั ของเหลวมากขนึ
จะช่วยใหป้ ฏิกิริยาเกดิ ไดเ้ รว็ ขึนหลักการนีนํามาใชใ้ นชวี ติ
ประจาํ วัน เช่น ในการรบั ประทานอาหารนักโภชนาการ
แนะนําใหเ้ คยี วอาหาร
ให้ละเอยี ดกอ่ นกลนื ลงท้อง เพราะการเคียวอาหารให้
ละเอียดเปนการเพิมพืนทผี ิวของอาหารใหม้ ากขึนทําให้
กรดและเอนไซมใ์ นนําย่อยในกระเพาะอาหารทาํ ปฏกิ ิริยา
กับอาหารได้เรว็ ขนึ อาหารจึงยอ่ ยงา่ ยปองกันการเกดิ อาการ
จกุ เสยี ด หรือ การเคยี วยาใหล้ ะเอียดก่อนกลนื กเ็ ปนการ
เพิมพืนทีผวิ เพอื ใหย้ าละลายและออกฤทธไิ ด้ดียิงขนึ

4.อุณหภมู ิ 26
ปฏกิ ิรยิ าเคมีต่างๆ อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ิยาจะเพมิ ขึนเมือ
อณุ หภมู ิสูงขึน เช่น การบม่ ผลไม้ในภาชนะทมี ีฝาปด จะ
สกุ เร็วกวา่ การไวข้ ้างนอก หรือการเกบ็ อาหาร ถ้าเกบ็ ไวใ้ น
ตเู้ ยน็ จะเสียช้ากว่าเก็บไวข้ า้ งนอกโลหะแมกนีเซียมทํา
ปฏิกิริยากบั นําเย็นไดช้ ้า แตเ่ มอื ทําปฏิกริ ิยากับนําร้อนได้
เรว็ ขนึ

5.ตวั เร่งปฏกิ ิริยาและตัวหน่วงปฏกิ ริ ยิ า
5.1 ตวั เร่งปฏิกิริยา (Catalyst )คอื สารทเี ตมิ ลงไปใน
ปฏิกิริยาแล้ว ทาํ ใหป้ ฏกิ ริ ิยาเกิดไดเ้ ร็วขนึ หรอื ทาํ ใหอ้ ัตรา
การเกิดปฏกิ ริ ิยาเกดิ ไดเ้ พิมขึน โดยทตี ัวเร่งปฏกิ ิริยาอาจจะ
มสี ว่ นร่วมในการเกดิ ปฏิกริ ิยาหรอื ไมก่ ไ็ ด้ แตเ่ มือสินสุด
ปฏิกริ ิยา ตวั เรง่ ปฏิกริ ิยาเหลา่ นีจะตอ้ งมีปรมิ าณเท่าเดิมและ
มีสมบตั ิเหมอื นเดิม ตัวอย่างของตวั เร่งปฏิกิรยิ าทีใกล้ตวั เรา
ทสี ดุ ได้แก่ เอนไซมใ์ นรา่ งกาย เชน่ อะไมเลสในนําตาลทใี ช้
ยอ่ ยแปง หรือเพปซินในกระเพาะอาหารทใี ช้ย่อยโปรตนี
5.2 ตวั หน่วงปฏิกิรยิ า ( Inhibiter ) คือ สารทีเตมิ ลงไปใน
ปฏกิ ิรยิ าแล้วทาํ ให้ปฏิกิริยาเกิดชา้ ลง หรอื ทาํ ใหอ้ ตั ราการ
เกดิ ปฏกิ ริ ยิ าช้าลง และเมอื สนิ สดุ ปฏิกริ ิยา ตัวหน่วง
ปฏิกิรยิ าจะกลบั คนื มาเหมือนเดิมและมมี วลคงที แตส่ มบัติ
ทางกายภาพเปลียนแปลงไป เช่น ขนาด รูปรา่ ง ตัวอยา่ งที
พบในชวี ติ ประจาํ วนั เชน่ การเติมวติ ามนิ อี หรอื สาร B.H.T.
ลงไปในนํามนั พืชเพอื ปองกันการเหม็นหนื การเติมโซเดียม
เบนโซเอตลงในอาหารสาํ เรจ็ รปู เพอื ปองกันการบูดเน่าของ
อาหาร
ปจจบุ นั วิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยเี จรญิ ก้าวหนา้ มาก
ทําใหม้ กี ารคิดคน้ สิงอาํ นวยความสะดวกมากมาย เช่น รูป
แบบต่าง ๆ ของยวดยานพาหนะ ทางบก ทางนํา และทาง
อากาศยารักษาโรค เครืองใช้อุปกรณต์ า่ ง ๆ เปนตน้ แต่สงิ
เหลา่ นีมีผลเสียเชน่ เดยี วกัน เชน่ แบตเตอรีชนิดตา่ ง ๆ ซึง
ทาํ ด้วยโลหะสังกะสี นิกเกิล แคดเมียม และปรอท สารเหลา่
นีมีอันตรายตอ่ มนษุ ยท์ ังสนิ ถา้ การใช้ การจัดเกบ็ การกําจัด
ขยะในกระบวนการผลติ และการใช้เปนไปอย่างไมถ่ กู วิธี ก็
จะเปนอนั ตรายต่อมนษุ ย์ทงั สิน

27

กกฎฎออัตัตรราา

การเปลยี นแปลงความเข้มข้นของสารในปฏิกิรยิ ามักจะ
ทําใหอ้ ัตราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเกิดการเปลียนแปลงด้วย ซึง
เราใช้กฎอตั รา (rate law)หรอื สมการอตั รา (rate
equation)แสดงความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งอัตราการเกิด
ปฏกิ ริ ยิ ากับความเขม้ ข้นของสารตงั ตน้
เราจาํ เปนตอ้ งทดลองหาอตั ราการเกดิ ปฏิกริ ยิ าเมือ
เปลียนแปลงความเข้มขน้ ของสาร A และสาร B โดยให้สาร
ชนิดหนึงคงที แล้วเปลยี นความเขม้ ข้นของสารอีกชนิดหนึง
เรากจ็ ะทราบอัตราการเกดิ ปฏิกิริยาของปฏกิ ริ ยิ านีวา่ ขนึ อยู่
กับสารชนิดใด

ตวั อย่าง

28

จากผลการทดลองครงั ที 1 และ 3 จะเห็นว่า ถ้าให้ [ClO2]
คงที แตเ่ พมิ [F2] เปน 2 เทา่ อัตราการเกดิ ปฏิกริ ยิ าจะเพมิ
เปน 2 เท่า แสดงวา่ อตั ราการเกิดปฏิกริ ิยาแปรผันโดยตรง
กับ [F2] ในทาํ นองเดียวกัน ในการทดลองครงั ที 1 และ 2
เมอื เพิม [ClO2] เปน 4 เท่า และให้ [F2] คงที อตั ราจะเพิม
เปน 4 เท่าเช่นกัน แสดงว่า อัตราการเกิดปฏกิ ริ ยิ าก็
แปรผนั กบั [ClO2] ด้วย เราจงึ สามารถสรุปความสมั พนั ธ์
ระหวา่ งอตั ราการเกดิ ปฏิกริ ยิ ากับความเขม้ ข้นไดด้ งั นี

ra[F2][ClO2] = k [F2][ClO2]

เมอื k เปนค่าคงทีอตั รา

เราเรียกสมการนีวา่ กฎอตั รา (rate law)ซงึ หมายถงึ สมการ
ทแี สดงความสมั พันธร์ ะหว่างอตั ราการเกิดปฏิกริ ิยากับค่า
คงทอี ัตราและความเขม้ ขน้ ของสารตงั ตน้

สาํ หรบั ปฏกิ ริ ิยาทวั ไป aA + bB -----------> cC + dD
กฎอัตราจะเปนดังนี r = k [A]2x[B]y
ถ้าทราบค่าของ k, x และ y เรากส็ ามารถใช้กฎอตั ราในการ
คํานวณอัตราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าจากความเขม้ ข้นของ A และ
B ทกี ําหนดให้ได้ คา่ ของ k, x และ y จะหาไดจ้ ากการ
ทดลอง ผลรวมของเลขชีกําลงั ของความเขม้ ขน้ ของสารตัง
ต้นในกฎอัตรา (x + y + ...) เรียกวา่ อนั ดับรวมของปฏิกิริยา
(overall reaction order)

สาํ หรบั กฎอตั ราขา้ งต้น อันดบั รวมของปฏิกริ ิยา คือ x + y
สาํ หรับปฏิกริ ิยาระหวา่ ง F2กบั ClO2อันดบั รวม คอื 1 + 1 =
2 หมายความว่า ปฏกิ ริ ยิ านีเปนปฏกิ ริ ิยาอันดบั หนึงเมือยึด
F2หรอื ClO2เปนหลกั และคิดรวมเปนปฏิกิรยิ าอันดับสอง

29

ตวั อย่าง จากปฏิกริ ยิ า
2NO(g) + O2 (g) → 2NO2 (g)

ซงึ เกดิ ที 25 ๐C มีขอ้ มูลดงั ต่อไปนี

จงหา

1. ค่า n

2. คา่ m

3. กฎอัตรา

4. k
5. จงคํานวณหาอัตราเริมิ ต้นของการเกิด NO2 ถ้าความ

เข้มขน้ เริมต้นของ NO = 0.04 mol dm-3 และความเข้ม

ข้นเริมต้นของ O2 = 0.015 mol dm-3
วธี ีทาํ

1. หาคา่ n โดยเลอื กการทดลองที 3 และการทดลองที

4 ซงึ ความเขม้ ข้นของ O2 คงที

จากกฎอัตรา V = k[NO]n [O2]m

ผลการทดลองที 3 แทนค่าในสมการทวั ไป

0.021 = k [0.01]n [0.03]m (1)

ผลการทดลองที 4 แทนคา่ ในการสมการทัวไป

0.084 = k [0.02]n [0.03]m (2)

สมการ (2) / สมการ (1)

0.084 = k[0.02]m[0.03]n

0.021 k[0.01]m[0.03]n

4 = 2n

22 = 2n

n =2 30

2. หาคา่ m โดยเลือกการทดลองที 1 และการทดลองที

2 ซึงความเข้มข้นของ NO คงที

ผลการทดลองที 1 แทนค่า ในสมการทวั ไป

0.007 = k[0.01] n [0.01] m (3)

ผลการทดลองที 2 แทนค่าในสมการทวั ไป

0.014 = k[0.01] n [0.02] m (4)

สมการ (4) / สมการ (3)

0.014 = k[0.01]m[0.02]n

0.007 k[0.01]m[0.01]n

2 = 2m

m= 1

3. หากฎอัตรา

จาก V = k[NO] n [O 2 ] m
เนืองจาก n = 2 และ m = 1
กฎอตั ราคือ
V = k [NO] 2 [ O 2 ]

31

4. หาคา่ k

จาก V = k[NO]2 [O2]

ใชค้ ่าต่างๆ ในการทดลองที 1 แทนค่าในกฎอตั รา
0.007 mol dm-3 s-1 k[0.01 mol dm-3 ]2 [0.01 mol
dm-3]
K = 7.0×10-3mol/dm3 s-1

1.0×10-6mol/dm3 s-1

คา่ คงทีของอตั รา = 7.0 x 103 dm6 mol-2 s -1

5. อตั ราเรว็ เริมต้นของการเกดิ NO2 เมอื ความเข้มข้นเรมิ
ตน้ ของ NO = 0.04 mol dm-3 และความเขม้ ข้นเรมิ ตน้
ของ O2 = 0.015 mol dm-3
จากฎอตั ราทีได้
V = k [NO]2 [O2]
K = 7.0 x 103 dm6 mol-2 s -1

32

การหาอัตราโดยการทดลอง
ขนั แรกในการหากฎอัตรา คือ หาอัตราการเกิดปฏกิ ริ ยิ า
-สําหรบั ปฏิกิริยาทีเกิดขนึ ในสารละลายเรามกั ตดิ ตามการ
เปลียนแปลงความเข้มขน้ ของสารไดด้ ้วยเทคนิคทางสเปก
โทรสโกป (spectroscopy)
-ถ้าปฏกิ ิรยิ ามีไอออนเกียวข้องด้วยกอ็ าจตรวจสอบความเข้ม
ข้นดว้ ยการนําไฟฟา
-สาํ หรบั ปฏกิ ริ ิยาของแก๊ส ก็นิยมวดั ความดนั
ถ้าปฏกิ ริ ิยามสี ารตังตน้ ชนิดเดียว ก็หากฎอตั ราไดง้ า่ ยๆ โดย
วัดอตั ราเริมต้นของปฏกิ ริ ิยาทคี วามเขม้ ข้นของสารตงั ตน้
หลายๆ ค่า เช่น ถ้าเพมิ ความเข้มขน้ ของสารตังต้นเปน 2
เท่าแลว้ อัตราการเกิดปฏิกิรยิ าเพมิ ขึนเปน 4 เทา่ ก็แสดงวา่
เปนปฏิกริ ิยาอนั ดบั สอง
สําหรับปฏกิ ริ ยิ าทมี สี ารตงั ตน้ 2 ชนิดขนึ ไป ก็จะหากฎอตั รา
จากการแปรความเข้มขน้ ของสารตงั ต้นทีละชนิด โดยให้
ความเข้มข้นของสารตังตน้ ตัวอืนคงที แล้วดูทีการ
เปลยี นแปลงของอตั ราการเกิดปฏกิ ริ ยิ า เรากจ็ ะสามารถหา
อันดับของปฏิกริ ิยาเมือยดึ สารตงั ต้นแต่ละชนิดเปนหลกั ได้
เราเรียกวธิ ีการหาอันดับของปฏกิ ริ ยิ าแบบนีว่าไอโซเลชัน
(isolation method)

33

สิงทีต้องคาํ นึงถงึ เสมอในการหากฎอัตรา
1.กฎอตั รานันจะต้องหาจากการทดลองเท่านัน ไมส่ ามารถ
เดาจากสมการทแี สดงปฏิกิรยิ าได้เราสามารถคํานวณหา
อนั ดับของปฏกิ ิรยิ าและค่าคงทีอัตราของปฏิกริ ิยาไดจ้ าก
ความเข้มข้นของสารตังตน้ และอตั ราการเกดิ ปฏกิ ิรยิ าเรมิ
ต้น (initial reaction rate)
2.อันดับของปฏิกิรยิ าจะพิจารณาจากความเข้มขน้ ของสาร
ตังตน้ เทา่ นัน
3.อันดบั ของปฏิกิรยิ าไมไ่ ด้มีความสัมพันธ์กบั สมั ประสทิ ธิ
ปริมาณสารสัมพันธ์ (stoichiometric coefficient) ของ
สารตังตน้ ในสมการทดี ุลแล้วแต่อย่างใด
ตัวอย่างปฏกิ ิริยาการสลายตวั ดว้ ยความรอ้ นของแกส๊
N2O5
บางคนอาจจะเดาวา่ กฎอตั ราของปฏกิ ิรยิ านีคอื k
[N2O5]2ซงึ ไมถ่ กู ตอ้ ง เพราะว่ากฎอตั ราจรงิ ๆ ทีไดจ้ ากการ
ทดลอง คือ k [N2O5]

กฏอตั รามีประโยชนอ์ ย่างไร
ถ้าเราร้คู ่าคงทีอตั ราและความเข้มข้นของสารตังต้นแล้ว
เรากส็ ามารถคํานวณอัตราการเกดิ ปฏิกริ ิยาจากกฎอตั ราได้
ในทางกลับกัน เราสามารถทจี ะใช้สมการนีในการหาความ
เข้มข้นของสารตงั ต้น ณ เวลาใดๆ ในขณะทเี กดิ ปฏกิ ิรยิ า
ไดด้ ้วย

34

กลไกของปฏิกริ ยิ าเคมี

ปฏิกิริยาเคมโี ดยทวั ไปไม่ได้เกิดขนึ ในขันตอนเดยี ว
(single step) ตามสมการเคมี แต่จะเกดิ ขึนเปนขนั ย่อยๆที
เรียกว่า Elememtary reaction
Elementary reaction คือ ปฏกิ ิรยิ าทเี กดิ ขนึ ในขนั ตอน
เดยี ว และอันดบั ของปฏกิ ริ ิยาจะเท่ากับจํานวนโมเลกุล
อะตอมของสารตังตน้ ทีเข้าทาํ ปฏิกริ ยิ าดังนัน อนั ดบั
ปฏิกริ ยิ าของ Elememtary reaction จงึ เรยี กวา่
molecularity
Elementary reaction ทมี ี molecularity เปน 1 เรียกวา่
umimolecular reaction 2 เรยี กว่า bimolecular
reaction 3 เรียกว่า termolecular reaction

35

ตัวอยา่ งของumimolecular reaction เช่น ปฏิกริ ิยา
isomerization ของ cyclopropane ไปเปน propane

โดยปกติแลว้ กฎอตั รา จะหาได้จากการทดลองเท่านัน แต่
ถา้ ปฏกิ ริ ยิ านนั เปน single step reaction หรอื เปน
elementary reaction กฎอตั ราสามารถดไู ดจ้ าก
สมการเคมีทีดลุ แลว้

Elementary reaction ทีมี molecularity มากกวา่ 2 เกดิ
ขึนไดย้ ากมากดงั นันปฏกิ ริ ยิ าใดทมี ี molecularity ตงั แต่ 2
ขนึ ไป น่าจะไมใ่ ช่ elementary reaction เชน่
2NO(g) + F2(g)®2ONF(g)

มี rate law จากการทดลองเปนดงั นี

rate = k[NO][F2]

จงึ มีอนั ดบั รวมปฏิกิริยาเปน 2 สามารถเขียนการเกิด
ปฏกิ ริ ิยาเปนปฏกิ ริ ยิ ายอ่ ยทีเปน elementary reaction ได้
2 ขนั ดังนี คือ

NO + F2®ONF + Fมีrate = k1[NO][F2]เกิดช้า(1)

NO + F®ONFมี rate = k2[NO][F]เกิดเรว็ (2)

36

F ไม่พบในปฏกิ ิรยิ ารวม เรยี กวา่ intermediateซงึ หมายถงึ
สารทีไมเ่ สถียรทีเกิดขนึ เพียงชวั ขณะหนึงเทา่ นนั ใน
ปฏกิ ิริยาแล้วเปลียนไปเปนสารอนื อย่างรวดเร็ว
จากปฏกิ ิรยิ าพบวา่ F เกิดช้าในขันที 1 แตใ่ ชไ้ ปอย่าง
รวดเรว็ ในขนั ที 2 ดงั นันปฏกิ ิรยิ ารวมจะเกิดเร็วหรอื ช้าขึน
อยูก่ บั ขันที 1 เรียกวา่ ขนั กาํ หนดอัตรา
ขันกําหนดอัตรา (rate determining step) คือ ขนั ทีช้า
ทีสุดของปฏิกริ ิยาเคมี เปนขนั ทใี ชต้ ดั สินว่าปฏิกริ ยิ ารวม
เกิดขนึ ช้าหรอื เร็วเพยี งใด
ดงั นนั จากปฏกิ ริ ิยาทยี กตัวอยา่ ง อตั ราการเกิดปฏิกริ ยิ ารวม
จงึ ขนึ อยู่กบั ขันตอนที 1 rate law ของปฏิกริ ยิ ารวมทีได้
จากการทดลองจึงเขียนเหมือนขนั ตอนที 1
โดยทวั ไปแลว้ สมการเคมจี ะบอกไมไ่ ด้ว่าปฏกิ ริ ยิ าเกิดขนึ
ขันตอนเดียวหรือมากกวา่

37

บรรณานกุ รม

กญั ญาพัชร วงศ์อามาตย,์ //ปฏกิ ริ ิยาเคม,ี //สบื คน้
เมอื 15 ตลุ าคม 2563./จาก/ https://sites.google.com/
site/wonarhart1111/pti-kiriya-khe

อนกุ ิตต์ เพศพนั ธ,์ //บทที 2 ปฏิกริ ยิ าเคม,ี //สืบค้น
เมอื 15 ตุลาคม 2563./จาก/https://sites.google.com
/site/ xnukittphesphanth/bth-thi-2-ptikiriya-
khemi

_______,//(2563),//ปฏกิ ริ ิยาเคม,ี //สบื คน้ เมือ 15
ตุลาคม 2563./จาก/https://th.wikipedia.org/wiki

_______,//เคมี พนื ฐาน ม.4-6 บทที 2 ปฏิกิรยิ า
เคม,ี //สบื ค้นเมือ 16 ตลุ าคม 2563./จาก/ https://nsm-
cms.nestleicecream.in.th/file/15664/download?
token=PFdTr8Q_

สมาชิก

นายวงศว์ รศิ ทองหยบิ เลขที 6
มหี นา้ ที หาขอ้ มูล จัดหนา้ ตรวจทาน
น.ส.ทพิ ปภา โสสที า เลขที 11
มีหนา้ ที เขียนสารบัญ จัดหนา้ ตกแตง่
น.ส.ศุภิกา สขุ ทัว เลขที 13
มหี นา้ ที หาข้อมลู ตกแต่ง ทาํ คาํ นํา
เข้าเล่ม
น.ส.ฐิติกานต์ เกรียงณรงคเ์ ดช เลขที 27
มหี นา้ ที หาขอ้ มลู ตกแตง่ ตรวจทาน

ม.5/9