Create your own awesome maps

Even on the go

with our free apps for iPhone, iPad and Android

Get Started

Already have an account?
Log In

อัตราการเกิดปฏิกริยา (Reaction Rates) by Mind Map: อัตราการเกิดปฏิกริยา
   (Reaction Rates)
0.0 stars - 0 reviews range from 0 to 5

อัตราการเกิดปฏิกริยา (Reaction Rates)

Objective 1. เพื่อศึกษาการหาอัตราการเกิดปฏิกริยา 2. เพื่อหากฎอัตราของปฏิกริยาระหว่างไอออนเปอร์ออกซีไดซัลเฟตและไอออนไอโอไดด์ 3. เพื่อศึกษาผลของอุณหภูมิต่ออัตราการเกิดปฏิกริยาและหาค่าพลังงานกระตุ้นของปฏิกริยา 4. เพื่อศึกษาผลของสารตัวเร่ง

จลนพลศาสตร์(Chemical Kinetics)

เป็นการศึกษาเกี่ยวกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาและกลไกการเกิดปฏิกิริยา

  อัตราการเกิดปฏิกิริยา (reaction rate, r) หมายถึง การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารตั้งต้นหรือสารผลิตภัณฑ์เมื่อเวลาเปลี่ยนไป สารตั้งต้น -----------> สารผลิตภัณฑ์ ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์กับเวลา ในขณะที่เกิดปฏิกิริยาโมเลกุลของสารตั้งต้นก็จะเปลี่ยนเป็นสารผลิตภัณฑ์ ทำให้ความเข้มข้นของสารตั้งต้นลดลง ส่วนความเข้มข้นของสารผลิตภัณฑ์ก็จะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เราจึงสามารถติดตามการดำเนินไปของปฏิกิริยาได้จาก การวัดความเข้มข้นที่ลดลงของสารตั้งต้น การวัดความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นของสารผลิตภัณฑ์

อัตราการเกิดปฏิกิริยาวัดได้จากการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารต่อหน่วยเวลา

ความหมายของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี หมายถึง ปริมาณสารตั้งต้นที่หายไปต่อหนึ่งหน่วยเวลา หรือ ปริมาณผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นต่อหนึ่งหน่วยเวลา  เขียนความสัมพันธ์ดังกล่าวได้ว่า x + A ------>   y  +  B อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี = ปริมาณของสารตั้งต้นที่ลดลง/เวลา = ปริมาณของสารผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้น / เวลา อัตราเร็วเฉลี่ย หมายถึง อัตราเร็วโดยเฉลี่ย  ตั้งแต่เริ่มต้น จนปฏิกิริยาเกิดขึ้นในช่วงเวลาหนึ่ง  เช่น  อัตราเร็วเฉลี่ยในช่วง 10 วินาที (หาได้จากการทดลอง) อัตราเร็ว ณ เวลาหนึ่ง หมายถึง  อัตราเร็วของปฏิกิริยาที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง  เช่น  อัตราเร็ว ณ 10 วินาที (หาจากค่าความชันของกราฟระหว่างปริมาณสารกับเวลา)    

ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา

ธรรมชาติของสารตั้งต้น

ความเข้มข้นของสารตั้งต้น

อุณภูมิ

ตัวเร่ง(catalyst)

การทดลอง

สารเคมี

โพแทสเซียมไอโอไดด์ 0.200 M

แอมโมเนียมเปอร์ซัลเฟต 0.100 M

โพแทสเซียมคลอไรด์ 0.200 M

แอมโมเนียมซัลเฟต 0.100 M

โซเดียมไทโอซัลเฟต 0.005 M

คอปเปอร์ (II) ซัลเฟต 0.100 M

น้ำแป้ง

อุปกรณ์

ขวดรูปชมพู่(erlenmeyer flask ) ขนาด250 ลบ.ซมและ 50ลบ.ซม อย่างละ 5 ใบ

ปิเปต (pipette) ขนาด 10 ลบ.ซม

เทอร์โมมิเตอร์

นาฬิกาจับเวลา

วิธีการทดลอง

ตอนที่ 1 ผลของความเข้มข้นต่ิอัตราการเกิดปฎิกริยา และการหากฎอัตรา

ปฎิกริยาที่ 1

ปฎิกริยาที่ 2-5

ตารางที่ 1

ตอนที่ 2 ผลของอุณหภูมิต่ออัตราการเกิดปฎิกริยา และหาค่าพลังงานกะตุ้นของปฏิกริยา

กำหนดความเข้มข้นของสารตามปฏิกริยาที่ 1 ทำให้ปฏิกริยาเกิดที่อุณหภูมิสูงกว่าและ ตำ่กว่าอุณหภูมิห้อง 15 องศา บันทึกเวลาและอุณหภูมิ

ตอนที่ 3 ผลของตัวเร่ง

กำหนดความเข้มข้นตามปฏิกริยาที่ 1 แต่เติม 0.1 CuSO4 5 หยดลงในขวดขนาด 50 ml  ก่อนที่จะนำสารละลายในขวดทั้งสองมาผสมกันแล้วทำการทดลองเช่นเด๊ยวกับตอนที่ 1

สมการที่เกี่ยวข้องกับอัตราการเกิดปฏิกิริยา

กฎอัตรา

กฎอัตรา (rate law) หมายถึงสมการที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการเกิดปฏิกิริยากับค่าคงที่อัตราและความเข้มข้นของสารตั้งต้น สำหรับปฏิกิริยาทั่วไป aA     +      bB     ----------->     cC    +    dD กฎอัตราจะเป็นดังนี้ r     =     k [A]x[B]y ถ้าทราบค่าของ k, x และ y เราก็สามารถใช้กฎอัตราในการคำนวณอัตราการเกิดปฏิกิริยาจากความเข้มข้นของ A และ B ที่กำหนดให้ได้ ค่าของ k, x และ y จะหาได้จากการทดลอง ผลรวมของเลขชี้กำลังของความเข้มข้นของสารตั้งต้นในกฎอัตรา (x + y + ...) เรียกว่า อันดับรวมของปฏิกิริยา (overall reaction order) สำหรับกฎอัตราข้างต้น อันดับรวมของปฏิกิริยา คือ x + y สำหรับปฏิกิริยาระหว่าง F2 กับ ClO2 อันดับรวม คือ 1 + 1 = 2 หมายความว่า ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาอันดับหนึ่งเมื่อยึด F2 หรือ ClO2 เป็นหลัก และคิดรวมเป็นปฏิกิริยาอันดับสอง  

สมการอาร์เรเนียส

จากกฎอัตรา   rate    =     k [A]m[B]n บอก ได้แต่เพียงว่า การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงอัตราการเกิดปฏิกิริยา แต่ค่าคงที่อัตราอาจเปลี่ยนแปลงไปได้เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไปหรือมีการใช้ตัว เร่งปฏิกิริยา เราหาคำตอบว่า ค่าคงที่อัตราเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่ออุณหภูมิและพลังงานก่อกัมมันต์(ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา)เปลี่ยนไป จากสมการนี้ไม่ได้เช่นกัน แต่มีสมการอยู่สมการหนึ่งที่สามารถบอกความสัมพันธ์ของสามตัวแปรนี้ได้ นั่นคือ สมการอาร์เรเนียส (Arrhenius equation) จากการสังเกต เราจะเห็นได้ว่า ค่าคงที่อัตราของปฏิกิริยาส่วนใหญ่จะเป็นไปตาม สมการของอาร์เรเนียส ถ้าเราเขียนสมการให้อยู่ในรูปลอกาลิทึมธรรมชาติ จะได้ว่า ถ้าเราเขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่าง ln k กับ 1/T จะได้กราฟเป็นเส้นตรง และมีค่าความชันเท่ากับ -Ea/R และมีจุดตัดแกน ln k ที่จุด ln k = ln A เมื่อ A =   แฟกเตอร์ความถี่ (frequency factor) ซึ่งมีค่าคงที่ในช่วงอุณหภูมิที่กว้างพอสมควรสำหรับแต่ละปฏิกิริยา Ea =   พลังงานก่อกัมมันต์ (activation energy) ของปฏิกิริยา (kJ/mol) R =   ค่าคงที่ของแก๊ส (8.314 J/K.mol) T =   อุณหภูมิสัมบูรณ์ (หน่วย K)