เนื้อหาเรื่อง อัตราการเกิดปฎิกิริยา

เนื้อหา
เรื่อง อัตราการเกิดปฎิกิริยาเคมี
สาขาวิชา Independent Study (IS)
รายวิชา ว๓o๒o๒ เคมีเรื่องอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี 0.๕ หน่วยกิต ๑ คาบ/สัปดาห์
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ ๕ ภาคเรียนที่ ๑ ปีการศึกษา ๒๕๕๗
จัดทำโดย นาย คฑาวุทธ ร่วมทอง

*********************************************************************************


บทที่ 9 อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
1. การเปลี่ยนแปลงของสารในขณะเกิดปฏิกิริยา
ในขณะที่เกิดปฏิกิริยา สารตั้งต้น ผลิตภัณฑ์
สารตั้งต้นจะลดลงส่วนสารผลิตภัณฑ์จะเพิ่มขึ้น สมมติปฏิกิริยา
2A + B c + 2D ปริมาณสารมีการเปลี่ยนแปลงดังกราฟ

ปริมาณสาร

สารผลิตภัณฑ์

สารตั้งต้น
เวลา

ข้อสังเกต การเปลี่ยนแปลงของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ตอนแรกจะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว แล้วจะค่อยช้าลงเมื่อเวลาผ่านไปนานขึ้น
การวัดอัตราการเกิดปฏิกิริยา
เนื่องจากในขณะเกิดปฏิกิริยาปริมาณสารตั้งต้นจะลดลง ส่วนปริมาณของสารผลิตภัณฑ์จะเพิ่มขึ้น ดังนั้น การวัดอัตราการเกิดปฏิกิริยาอาจทำได้โดย
1. วัดจากอัตราการลดลงของสารตั้งต้น
R =
2. วัดจากอัตราการเพิ่มขึ้นของสารผลิตภัณฑ์
R =
โดยปริมาณสารที่เปลี่ยนไปอาจหมายถึง มวลสาร ปริมาณของสาร ความเข้มข้นของสาร นอกจากนี้สมบัติที่เปลี่ยนไปบางประการของสารก็สามารถนำมาใช้ในการวัดอัตราการเกิดปฏิกิริยาได้ เช่น ความเข้มของสี ค่า pH การนำไฟฟ้าก็ได้
ถ้าสมการทั่วไปเป็นดังนี้ aA + bB cC + dD
อัตราการเกิดปฏิกิริยามีค่าดังนี้

R =

หรือ R =

R =

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ย
อัตราการเกิดปฏิกิริยาช่วงเวลาหนึ่งเราสามารถหาอัตราเร็วเฉลี่ยได้จากความสัมพันธ์ดังนี้
อัตราเร็วเฉลี่ย =
อัตราปฏิกิริยาเคมี ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง
การหาอัตรา ณ เวลาหนึ่งๆ จะต้องคิดจากกราฟโดยสร้างกราฟตามข้อมูลระหว่างปริมาณสารกับเวลา แล้วหาค่าความชัน ( slop ) ณ เวลาหนึ่งๆ ซึ่งค่าความชันนี้คือค่าของอัตรา ณ เวลานั้นๆ
จากการศึกษาของนักเคมีพบว่า อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจะขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้น ซึ่งแสดงได้ดังสมการต่อไปนี้
AA+bB cC+ dD
จะได้ว่า R  AmBn

R = K AmBn เรียกสมการนี้ว่า กฎอัตรา (Rate Law)

เมื่อ K คือ ค่าคงที่ของอัตรา
 คือ ความเข้มข้นในหน่วย mol/dm3
m ,n เป็นตัวเลขใด ๆ ก็ได้ซึ่งหาได้จากผลการทดลองเท่านั้น ซึ่งอาจเท่ากับ a ,b หรือไม่เท่าก็ได้
m +n เรียกว่า อันดับของปฏิกิริยา (Order of Reaction)
ถ้าเลขยกกำลังของสารใดเป็น 0 แสดงว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาไม่ขึ้นกับความเข้มข้นของสารนั้น
ข้อสังเกตการนำกฎอัตราไปใช้
1. ต้องมีข้อมูลเป็นผลการทดลองมาให้โดยการกำหนดความเข้มข้น / ปริมาณสารตั้งต้นมาให้ และกำหนดอัตราการเกิดปฏิกิริยาจากการทดลองแต่ละครั้งมาให้ ( ถ้าไม่กำหนดอัตรามาให้อาจต้องคำนวณหาเอง โดยคิดจากปริมาณสารที่เปลี่ยนแปลงในหนึ่งหน่วยเวลา )
2. เขียนสมการแสดงอัตราการเกิดปฏิกิริยาในรูปของกฎอัตราโดยคิดค่าเลขยกกำลังคือค่าของ m , n ไว้
3. หาค่า m , n โดยนำข้อมูลแสดงการทดลองจากข้อ 1 มาคำนวณหา
4. ถ้าโจทย์ต้องการให้หาอัตราการเกิดปฏิกิริยาจากข้อมูลใหม่ที่กำหนดซึ่งไม่ใช่ผลการทดลองที่มีอยู่เดิม ให้หาค่า K แล้วนำไปแทนค่าในสมการกฎอัตราในข้อ 2 ( เพื่อหาอัตราตามเงื่อนไขใหม่ตามที่โจทย์กำหนด


ตัวอย่าง ปฏิกิริยาระหว่างสารละลาย A กับสารละลาย B เป็นดังนี้ A + B C

การทดลองครั้งที่ ความเข้มข้นของสารละลาย ( mol/dm3 ) อัตราการเกิดปฏิกิริยา
mol/dm3.s
สาร A สาร B
1 0.1 0.1 0.5
2 0.1 0.2 1.0
3 0.2 0.2 2.0

1. จงเขียนสมการแสดงอัตราการเกิดปฏิกิริยานี้
2. ถ้าสาร A และสาร B เข้มข้น 0.3 และ 0.4 mol/dm3 ตามลำดับอัตราการเกิดปฏิกิริยานี้จะเป็นเท่าไร

วิธีคิด
จากการทดลองที่ 1 และ 2 ความเข้มข้นของสาร A คงที่ แต่ความเข้มข้นของสาร B เพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่า อัตราก็เพิ่มขึ้นจากเดิม 2 เท่า แสดงว่าอัตราขึ้นกับความเข้มข้นของสาร B ยกกำลัง 1
จากการทดลองที่ 2 และ 3 ความเข้มข้นของสาร B คงที่ แต่ความเข้มข้นของสาร A เพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่า อัตราก็เพิ่มขึ้นจากเดิม 4 เท่า แสดงว่าอัตราขึ้นกับความเข้มข้นของสาร A ยกกำลัง 2
ดังนั้นจะได้ว่า R = K[A]2 [B]
จากการทดลองที่ 1 เมื่อนำความเข้มข้นของสาร A สาร B และอัตราการเกิดปฏิกิริยามาแทนในสมการที่
ดังนั้น K = 500
เมื่อนำความเข้มข้นของสาร A และสาร B แทนลงในสมการแสดงอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะได้อัตราการเกิดปฏิกิริยาใหม่ดังนี้ R = 500[0.3]2 [0.4]
= 18.0 mol/dm3.s



รูปกราฟที่น่าสนใจ
1.กราฟแสดงอัตราการเกิดปฏิกิริยาคงที่

อัตรา




เวลา
2.กราฟแสดงอัตราการเกิดปฏิกิริยาไม่ขึ้นกับความเข้มข้นของสารตั้งตั้น
ความเข้มข้นของสารตั้งต้น




เวลา

3.กราฟแสดงอัตราการเกิดปฏิกิริยาขึ้นกับความเข้มข้นของสารตั้งต้น(มีการเปลี่ยนแปลงเมื่อความเข้มข้นของสารตั้งต้นเปลี่ยนไป)
ปริมาณสารตั้งต้น




เวลา

4.กราฟระหว่างผลิตภัณฑ์กับเวลา
ปริมาณสารผลิตภัณฑ์




เวลา
5.กราฟระหว่างอัตราการเกิดปฏิกิริยากับความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์
อัตรา



ผลิตภัณฑ์


การอธิบายการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ทฤษฎีการชน ( Collission Theory ) เป็นทฤษฎีที่ใช้อธิบายการเกิดปฏิกิริยาของสารเคมี โดยกล่าวว่า “ ปฏิกิริยาเคมีจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่ออนุภาคของสารมีการชนกันและการชนกันต้องเป็นการชนแบบมีผล ” ซึ่งมีเงื่อนไข ดังนี้
1. ทิศทางการชนต้องเหมาะสม
2. มีการสะสมพลังงานอย่างน้อยเท่ากับพลังงานก่อกัมมันต์ ( Activation Energy )
พลังงานก่อกัมมันต์ ( Activation Energy : Ea ) หมายถึง พลังงานจำนวนน้อยที่สุดที่สารเคมีแต่ละคู่จะต้องสะสมไว้เพื่อเปลี่ยนสารตั้งต้นไปเป็นสารใหม่ ดังนั้นพลังงานก่อกัมมันต์ของสารแต่ละคู่เวลาทำปฏิกิริยากัน จึงไม่เท่ากัน

แผนภาพแสดงการเปลี่ยนของสารในขณะเกิดปฏิกิริยา


A B A A 2 A B
A + B
พลังงานต่ำกว่า Ea B B พลังงานสูงกว่า Ea


สารเชิงซ้อนถูกกระตุ้น
[ Activated complex ]




การเปลี่ยนแปลงพลังงานของสารในระหว่างการดำเนินไปของปฏิกิริยา
ในขณะที่สารเกิดปฏิกิริยาจะมีการเปลี่ยนแปลงพลังงานเกิดขึ้นเสมอ ซึ่งลักษณะ

ผลลัพธ์ (อังกฤษ) 1:

ContentThe rate of a chemical reaction occurs, mattersMajor Independent Study (IS)O 3 o 2 – course 2 chemical reaction rate's 0.5 credits 1 lessons/week.Grade 5 semester 1 academic year 2557 (2014)Prepared by Mr. Khathawuthot participate in gold.*********************************************************************************Chapter 9 reaction rate.1. the change of the substance in the reaction time.While the reaction Precursor products.Precursor chemical section is reduced, increases product. Imagine the reaction 2A + B c + 2D chemical quantities are changed, so the graph. Quantity of substance. Substances, products Precursor From time to time. Comment Change of the precursor, and the first products are rapidly changing, it is a little slower over time, for a long time.Measuring reaction rate.Because while the reaction quantity precursor are reduced. Best product of quantity is increased, therefore, to measure the rate of reaction can be achieved by.1. measure from the reduced rate of precursorR = 2. measure from the rising rate of productsR = By the quantity of the substance that has changed may refer to: mass communication. The quantity of the substance. The concentration of the substance. In addition to changing some of the properties the substance can be used to measure the rate of reaction, such as the intensity of color, electrical, pH. If the general equation is as follows: aA bB cC dD + +. The rate of reaction is as follows: R = Or R = R = The average reaction rate. Reaction rate over a period of time, we can find the average speed obtained from the relationship as follows: Average speed = Chemical reaction rate at the moment. To find a specific point-in-time rate will be charged from the graph by creating graphs based on the data between the time values with the slope (slop) at a particular time, where the slope values are the values of the rate at the time. From a study of the chemists found that the reaction rate depends on the concentration of precursor, which is shown in the following equation: AA+bB cC+ dD Is that A R m B      n? R = K AmBn This equation is called the rules a rate (Rate Law) When K is the rate constant.   is concentration in mol/dm3. M, n is any number which is obtained from the experimental results only, which may be equal to a, b, or a is not equal. M + n called the rank of the reaction (the Reaction of Order) If the power of the substance which is 0 indicating that the reaction rate is independent of the concentration of the substance.Note to apply the rule to use rate.1. There must be a trial to result by assigning concentration/quantity precursor acquired, and determine the rate of reaction from each trial comes to (if you do not define a rate may have to calculate yourself by thinking from the substance that changes in one unit of time) 2. write the equation for the reaction rate is expressed as the rate charged by the rule number raised to a power is the value of m, n.3. find the value of m, n, a show trial from 1 to calculate.4. If the problem requires finding a new reaction rate is determined from the data, which is not existing experimental results. To find the value of K to replace the value in the equation for the ratio rule 2 (to determine the rate of pay determined in accordance with the new criteria.For example the reaction between aqueous solution with A solution B as follows: A + B C. The experiment the concentration of soluble substance (mol/dm3), the reaction rate.mol/dm3.s A chemical substance B 1 0.1 0.1 0.52 0.1 0.2 1.03 0.2 0.2 2.01. you shall write the equation for the reaction rate.2. If A substance, and the substance concentration 0.4 0.3 B mol/dm3, respectively, and the rate of the reaction will be much.How to thinkFrom trials 1 and 2 the concentration of A substance, but the constant concentration of substance B increased 2 times the rate was increased from originally only 2 show that the rate depends on the concentration of substance B 1 exponentiation.From experiment 2 and 3 the concentration of substance B constant, but the concentration of A substance increases, rate is increased from 2 x 4 x original shows that the rate depends on the concentration of the substance A raise 2.So is that R = K [A] 2 [B] From the experiment at 1 when the concentration of A chemical substance, and B the rate of reaction is represented in the equation. Thus, K = 500When the concentration of A substance and the substance B instead of into the equation shows the rate of reaction will have a new reaction rate as follows: R = 500 [0.3] 2 [0.4] = 18.0 mol/dm3.sAn interesting graph. 1. the graph shows the rate of reaction constant. Rate. From time to time. 2. the graph shows the rate of reaction is independent of the concentration of the substances set available. The concentration of precursor From time to time. 3. the graph shows the rate of reaction depends on the concentrations of the precursor (if the concentration of precursor to change.) Quantity of precursor From time to time. 4. the time graph. Product quantity. From time to time. 5. the graph between the rate of reaction with the concentration of the product. Rate. Product. The description of chemical reaction Collision theory (Collission Theory) is a theory that is used to describe a chemical reaction occurs, saying "a chemical reaction will occur only when the particles of the substance with the collision and collision must be bumped the effect. "In these conditions. 1. the direction the collision must be appropriate. 2. have at least equal the energy accumulated energy cause kamman (Activation Energy) Kamman established power (Activation Energy: Ea) represents the smallest amount of energy and chemicals, each pair must be accumulated to change to a new substance as a precursor. So the energy was kamman of each pair doing same reaction time. It is not equal. The following diagram shows the change of the substance in the reaction time. A B A A 2 A B A + B Lower-power higher-power B B Ea Ea. A complex substance triggered [ Activated complex ] Chemical energy changes during execution of a reaction. While the reaction substance will change regularly, which caused energy characteristics.

ผลลัพธ์ (อังกฤษ) 3:

the content rate of chemical reaction in Independent
Study (IS)
3 course, O 2 O 2 chemistry about rate of the chemical reaction. 0. 5 credits one period per week
grade 5 students at 1 year 2014.
.Created by you. วุท rod Smith joined the gold

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *


Chapter 9 rate of chemical reaction, 1
. The changes of while reaction while the reaction, the reactant

. Products.The precursor is reduced and chemicals products will increase assume reaction
2A B C 2D quantitative change quantitative as graph


.



the precursor chemicals products time

.Notice the change of the reactant and product first will change quickly. It will gradually slow down when time passes up

. Measurement of reaction rateBecause while the reaction of the precursor is reduced. The amount of products is increased, so measuring the reaction rate could by
1.. Measure of reduction rate of feedstock R

2.Measured from the increased rate of products R

!The substances change might mean mass concentration of the concentration of solution. In addition to change some of the material properties, they can be used in the measurement of the rate of the reaction, such as the color intensity values pH electrical conductivity.
.