อัตราการเกิดปฏิกิริยา (Rate of Reaction)

 

สารบัญเนื้อหา

หน้าแรก

ทฤษฎีของจลนศาสตร์

อัตราการเกิดปฏิกิริยา

กฎอัตราอินทิเกรต

ผลของอุณหภูมิต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา

ผลของตัวเร่งปฏิกิริยาต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา

กลไกของปฏิกิริยา

 

กลับหน้าหลัก

    

  • คือ อัตราซึ่งสารตั้งต้น (reactant) ทำปฏิกิริยาไป หรืออัตราซึ่งสารผลิตภัณฑ์ (product) เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาต่อหน่วยเวลา (t)

  • นิยมระบุเป็นความเข้มข้นของสารใดสารหนึ่งในปฏิกิริยาที่เปลี่ยนไปต่อหน่วยเวลา (t)
                        
  • ลองพิจารณาการหาอัตราการเกิดปฏิกิริยานี้

                                 2 N2O5(g)     2N2O4(g)  +  O2(g)

  • เมื่อทำการวัดค่าความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่เวลาต่างๆ ได้ค่าดังแสดงในตารางนี้
                 
  • จากข้อมูลในตาราง พบว่าการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารในเวลาต่าง ๆ จะไม่คงที่ ดังนั้นจึงนิยมเขียนอัตราการเกิดปฏิกิริยาในรูปสมการดิฟเฟอเรนเชียล
                                                          
     
  • อัตราการเกิดปฏิกิริยาไม่ว่าจะคิดจากสารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์จะมีค่าเท่ากัน เช่น
                                       

 

อัตรา (Rate Laws)

  • เป็นสมการที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการเกิดปฏิกิริยา กับความเข้มข้นของสารตั้งต้นหรือสารที่เข้าทำปฏิกิริยา พิจารณาปฏิกิริยา
                               

        ัตราการเกิดปฏิกิริยา, rate    =    k[A]x [B]y[C]z

                                                         "สมการอัตราหรือกฎอัตรา"

                              k = ค่าคงที่อัตราเฉพาะปฏิกิริยา (Specific rate constant)

                              k เปลี่ยนเมื่อ T เปลี่ยน, k มีค่ามากแสดงว่าปฏิกิริยาเกิดได้ดี

                              x, y, z = ลำดับของปฏิกิริยาเมื่อเทียบกับความเข้มข้นของสาร A, B, C

                              ลำดับของปฏิกิริยาหาได้จากการทดลองเท่านั้น อาจมีค่าเป็นเลขจำนวนเต็มหรือเศษส่วนก็ได้

                              [A],[B],[C] = ความเข้มข้นของสาร A,B,C(molL-1)

                              x + y + z = ลำดับรวมของปฏิกิริยา (order of reaction)

                             ลำดับของปฏิกิริยาหาได้จากการทดลองเท่านั้นและจะไม่สัมพันธ์

                             กับตัวเลขที่อยู่หน้าสารในสมการเคมีที่ดุลแล้ว

 

การหาลำดับของปฏิกิริยา

  • การหาลำดับของปฏิกิริยาของสารตั้งต้นแต่ละสารทำได้โดยเปลี่ยนความเข้มข้นของสารตั้งต้นทีละสารโดยให้สารอื่นคงที่ แล้วดูความสัมพันธ์ของความเข้มข้นที่เปลี่ยนแปลงกับอัตราการเกิดปฏิกิริยา เคมีที่เปลี่ยนแปลงไป ลองพิจารณาปฏิกิริยานี้

                             2NO(g)  +  O2(g)      2NO2(g)     ที่  25  C

 
  • ค่า k หาได้จากเลือกการทดลองใดการทดลองหนึ่งจากตารางมาแทนค่า ในสมการอัตราที่หาได้  แล้วทำการแก้สมการหาค่า k

                    0.007 molL-1S-1     =   k (0.01)2  mol2L-2  (0.01) molL-1

                                         k    =   7 x 103    mol2L-2 s-1

 

     ในหัวข้อต่อไปเราจะศึกษาการคำนวณหาอัตราการเกิดปฏิกิริยาลำดับต่างๆด้วยวิธีการอินติเกรต (คลิกที่นี่)