สื่อการสอน Chemical equilibrium

(Chemical Equilibrium)สมดลเคม

N2O4 (g) 2NO2 (g)ไมมส สน ำตำล N2 + 3H2 2NH3

สมดลเคม

2. ความหมายสมดลเคม

3. การหาคาคงทสมดล

1. บทน า

4. ปจจยทมผลตอสมดลเคม5. หลกของเลอชาเตอลเอ

บทน ำ

ค ำศพททควรรปฏกรยำทไมผนกลบ (Irreversible reaction)

ปฏกรยาทสารตงตนท าปฏกรยากนจนหมด เกดผลตภณฑอยางสมบรณ ปฏกรยาจะยตเมอสารตงตนสารใดสารหนงหมด

ปฏกรยำผนกลบได (Reversible reaction) ปฏกรยาทสารตงตนท าปฏกรยากน ไดผลตภณฑ และในขณะเดยวกน ผลตภณฑทเกดขนท าปฏกรยากนกลบเปนสารตงตนใหม ไมวาจะใชเวลานานเทาใด ภายในระบบยงมทงสารตงตนทกชนดเหลอ และผลตภณฑเกดขนทกชนด

4

ตวอยำงปฏกรยำเคมทผนกลบได

N2O4(g) 2 NO2(g)

(ไมมส) (สน าตาล)

1. N2O4 (g) 2NO2 (g) ปฏกรยาไปขางหนา

2. 2NO2 (g) N2O4 (g) ปฏกรยายอนกลบ

บทน ำ

[Co(H2O)6]2+ + 4Cl- [CoCl4]2- + 6H2O(สชมพ) (สน ำเงน)

ตวอยำงปฏกรยำเคมทผนกลบได

บทน ำ

บทน ำ

ค ำศพททควรร

ชนดของระบบ แบงออกเปน 3 ชนด1) ระบบเปด (Open system) คอระบบทมการถายเทไดทงมวลสารและพลงงานกบ

สงแวดลอม2) ระบบปด (Closed system) คอ ระบบทมการถายเทเฉพาะพลงงานอยางเดยว

แตมวลสารไมถายเท3) ระบบแยกตว (Isolated system) คอระบบทไมมการถายเททงมวลสารและพลงงานกบ

สงแวดลอม เชน แคลอรมเตอร

ระบบและสงแวดลอมระบบ คอ สงทเราศกษาหรอทดลองสงแวดลอม คอ สงทอยนอกระบบ

บทน ำ

ค ำศพททควรรกำรเปลยนแปลงทเกดในระบบ ม 3 อยำง

1. การเปลยนแปลงสถานะ (Solid, liquid, gas)2. การละลาย (Solute + Solvent = Solution)3. การเกดปฏกรยาเคม (Reactants Product)

(การเปลยนแปลงทงสามอยางน จะอยในสมดลหรอไมสมดลกได)

บทน ำ

ค ำศพททควรรสมดลไดนำมก (dynamic equilibrium)

หมายถง สมดลทมการเคลอนทของอนภาคอยตลอดเวลา ระบบไมหยดนง อตราการเปลยนแปลงไปขางหนาเทากบอตราการเปลยนแปลงผนกลบ (สมดลเคมเปนสมดลไดนามก)

N2O4 (g) 2NO2 (g)ไมมส สน ำตำล

ควำมหมำย

ลกษณะทวไปของภำวะสมดล1. เกดในระบบปดเทานน2. ตองเปนปฏกรยาทผนกลบได3. อตราการเกดปฏกรยาไปขางหนาจะเทากบอตราการเกดปฏกรยาผนกลบ

4. ระบบจะไมหยดนงแตมการเปลยนแปลงตลอดเรยกวาสมดลพลวต (dynamic equilibrium)

5. สมบตตางๆ จะคงท เชน ส ความเขมขน ความหนาแนน ความดน

At equilibrium: Rateforward = Raterev

ภาวะสมดล หมายถง ภาวะทระบบมสมบตคงท ซงระบบยงคงมการเปลยนแปลงตลอดเวลา โดยมอตราการเปลยนแปลงไปขางหนาเทากบอตราการเปลยนแปลงยอนกลบ

6. เมอระบบอยในสมดล หากมสงอนมารบกวนระบบ เชน การเปลยนอณหภม ความดน สมดลของระบบจะเสยไป เมอหยดรบกวน ระบบจะเขาสสมดลใหมไดเอง (เลอชาเตอลเยร)


7. การเขาสสมดลของระบบอาจเรมจากทศใดกได

N2 + 3H2 2NH3 2NH3 N2 + 3H2


N2O4(g) 2NO2(g)

2NO2(g) N2O4(g) N2O4(g) 2NO2(g)

คำคงทสมดล

“คาคงทสมดล มคาเทากบผลคณของความเขมขนทภาวะสมดลของผลตภณฑ หารดวยผลคณของความเขมขนทภาวะสมดลของสารตงตน ความเขมขนแตละคายกก าลงเทากบตวเลขน าหนาสารนน” (Kc)

ม 2 แบบ คอ Kc และ Kp ( Kc Kp )

คอคาคงทคาหนงซงบอกใหทราบถงความสมพนธระหวางความเขมขนของสารตางๆ ทภาวะสมดล มคามากหรอนอยขนอยกบแตละปฏกรยา และขนอยกบอณหภม

หากทราบคาคงทสมดล (K) จะหาความเขมขนของสาร ณ ภาวะสมดลได

aA + bB cC + dD

Kc = [C]c[D]d

[A]a[B]b

ดงสมการ

เมอ a, b, c และ d เปนสมประสทธปรมาณสมพนธของสาร A, B, C และ D ตามล าดบ


Kp = (PC)c (PD)d

(PA)a (PB)b

[ ] เปนความเขมขนเมอสารอยในสมดลมหนวยเปน mol/dm3

P เปนความดนยอยเมอสารอยในสมดลมหนวยเปน atm


N2O4(g) 2NO2(g)ตวอยางการหาคาคงทสมดล

Kc = [C]c[D]d

[A]a[B]bKp = (PC)c (PD)d

(PA)a (PB)b

Kc =[NO2]2

[N2O4]Kp= NO2

P 2

N2O4P


Forward reaction:N2O4 (g) 2 NO2 (g)

Rate law:Rate = kf [N2O4]

Reverse reaction:2 NO2 (g) N2O4 (g)

Rate law:Rate = kr [NO2]2

At equilibrium: Ratef = Rater

kf [N2O4] = kr [NO2]2

ตวอยางการหาคาคงทสมดล

N2O4(g) 2NO2(g)

at equilibrium

kf [N2O4] = kr [NO2]2


kfkr

[NO2]2

[N2O4]=

Kc =kfkr

[NO2]2

[N2O4]=

N2O4(g) 2NO2(g)ตวอยางการหาคาคงทสมดล


- ในรป KC เปนคาคงทในรปความเขมขน (M, mol/L) 2

2

2 4

[NO ][N O ]

2

2

2 4

NO

N O

P

P

สมดลเอกพนธ (homogeneous equilibrium): สมดลของปฏกรยาทสารทงหมดในปฏกรยาอยในวฏภำคเดยวกนเชน ในปฏกรยาการสลายตวของ N2O4(g) 2 NO2(g)

Kc =

Kp = - ในรป Kp เปนคาคงทในรปของความดน (atm)


b

a

[B][A]

bB

aA

PP

โดยทวไป KC Kp แตเราสามารถหาความสมพนธระหวาง KC กบ Kp

ไดดงสมการน

เมอ PA และ PB เปนความดนยอยของ A และ BPAV = nART PBV = nBRT

PA = PB =An RTV

Bn RTV

Kp =KC =

aA(g) bB(g)

สมดลเอกพนธ (homogeneous equilibrium)


แทนคา PA และ PB นลงในสมการของ Kp จะไดb

B

aA

n RTV

n RTV

bB

b-aa

A

nV (RT)nV

Kp = =

เนองจาก nA / V และ nB / V มหนวยเปน mol/L จงแทนไดดวย [A] และ[B] ตามล าดบ จะได

สมดลเอกพนธ (homogeneous equilibrium)b

a

[B][A]

KC =


Kp = = Kcb

a

[B][A]

n(RT)

เมอ n = b – a= จ ำนวนโมลรวมของกำซผลตภณฑ – จ ำนวนโมลรวมของกำซตงตน

R = 0.082 L.atm/K.mol

n(RT)

KP = KC

n(RT)

สมดลเอกพนธ (homogeneous equilibrium)

5

23

PCl

ClPCl K

ตวอยำง 1 PCl5 (g) PCl3 (g) + Cl2 (g)หาคา K

ตวอยำง 2 H2(g) + I2(g) 2HI(g) หาคา K

22

2

IH

HI K

คำคงทสมดลสมดลเอกพนธ (homogeneous equilibrium)

คำคงทสมดลสมดลววธพนธ (Heterogeneous Equilibrium): ปฏกรยาทสาร (reactants, products) ไมเปนวฏภาคเดยวกนคอ ม gas solid liquid ปนกน “ควำมเขมขนของของแขงและของเหลวบรสทธ มคำคงทเสมอ”

KC = [ CO2 ]

KP =

CK 2

3

[CaO][CO ][CaCO ]

CO2P PCO ไมขนกบปรมาณของ CaCO3 หรอ CaO

เชน CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

2

=

คำคงทสมดลสมดลววธพนธ (Heterogeneous Equilibrium)

ตวอยาง 1 NH4Cl(s) NH3(g) + HCl(g)

Kc = [NH3][HCl]

ตวอยาง 2 CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g) Ca2+ (aq) + 2 HCO3

-(aq)

lOH2 aqOHaqH

Kc = [Ca2+][HCO3-]2

[CO2]ตวอยาง 3

Kc = [H+][OH-]


จงหาคา K ของสมการตอไปน ในกรณทเปนกาซ หาทง Kp และ Kc1. 2NOCl (g) 2 NO (g) + Cl2 (g)2. COCl2 (g) CO (g) + Cl2 (g)3. NO (g) ½ N2 (g) + ½ O2 (g)4. Zn (s) + CO2 (g) ZnO (s) + CO (g)5. MgSO4 (s) MgO (s) + SO3 (g)6. FeO (s) + CO (g) Fe (s) + CO2 (g)7. PbCl2 (s) Pb2+

(aq) + 2 Cl−(aq)8. NH3(aq) + H2O(l) NH4

+(aq) + OH-(aq)

แบบฝกหด

คำคงทสมดลกำรแปลควำมหมำยของคำคงทสมดล

กรณท 1 : ถา K >> 1 เชน ในระบบตอไปนท 2300 oC

2O3(g) 3O2(g)

K = = 2.54 1012

ทสมดล ระบบจะม O2 ปนอยกบ O3 แตจะม O3 << O2

32

23

[O ][O ]

K » 1… products มาก


กรณท 2 : ถา K << 1 เชน ในระบบตอไปนท 25 oCCl2(g) Cl(g) + Cl(g)

K = = 1.4 10 - 38

ระบบสมดลจะม Cl2 >> Cl

2

2

[Cl][Cl ]

K « 1… reactants มาก

กำรแปลควำมหมำยของคำคงทสมดล


กรณท 3 : ถา K มคาไมมากเกนไปหรอนอยเกนไปเมอเทยบกบ 1 สารตงตนและสารผลตภณฑทสมดลจะมปรมาณพอๆกน เชน

CO(g) + H2O(g) H2(g) + CO2(g)

K = = 5.102 2

2

[H ][CO ][CO][H O]

กำรแปลควำมหมำยของคำคงทสมดล

ถา [CO] = 0.200 M, [H2O] = 0.400 M และ [H2] = 0.300 Mทสมดล จะได [CO2] = 1.36 M


คา K นอยๆ

คา K มากๆ

K ปานกลาง

คำคงทสมดลการค านวณคาคงทสมดล

ตวอยางท 1 จากปฏกรยาดงแสดงในสมการตอไปน

ทภาวะสมดลภายในภาชนะขนาด 2 dm3 ม A 4 mol B 4 mol C 2 mol และ D 6 mol จงค านวณคาคงทสมดล

แบบท 1 โจทยก าหนดคา [ ] หรอ P ทสมดลมาให ใหหาคา K

A(s) + 2B(g) + C(g) 2D(g)

CB

DK

2

2

ดงนนคาคงทสมดลของปฏกรยาน = 2.25


การค านวณหาคาคงทสมดลแบบท 1 โจทยก าหนดคา [ ] หรอ P ทสมดลมาให ถามหาคา K

วธท ำ [B] = 4/2 = 2[C] = 2/2 = 1[D] = 6/2 = 3

(3)2

(2)2(1)Kc = = 2.25


การค านวณหาคาคงทสมดล

ตวอยำง 2 พจารณาปฏกรยาตอไปน 2H2(g) + S2(g) 2H2S(g)จากการวเคราะหพบวาทสมดลม H2 1.2 mol , S2 6 mol และ H2S 2.4mol ในขวดขนาด 12 L จงค านวณคา Kc

[H2S] = 2.4/12 = 0.2[H2] = 1.2/12 = 0.1[S2] = 6/12 = 0.5

K =[H2S]2

[H2]2 [S2]

K =[0.2]2

[0.1]2 [0.5] K = 8



วธท า


ตวอยางท 3 NH4HS(s) NH3(g) + H2S(g) จงหา KC , KP ถาภาวะสมดล ความดนยอยของ gas เทากนคอ 0.3 atmทอณหภม 300 K



วธท า KP = P . P= (0.3 atm)(0.3 atm) = 0.09 atm2

NH3 H2S

จาก KP = KC

n = 2 – 0 = 2 molT = 300 K

แทนคา 0.09 = KC (0.082 300)2

KC = 1.49 x 10 – 4

n(RT)


การค านวณหาคาคงทสมดล

ตวอยำง 4 พจารณาปฏกรยาตอไปน N2(g) + O2(g) 2NO(g)

ถาความดนยอยทสมดลของ N2 , O2 และ NO เทากบ 0.15 atm, 0.33 atmและ 0.50 atm จงหา Kp

คำคงทสมดลการค านวณหาคาคงทสมดล

แบบท 2 โจทยก าหนดคา K, [ ] หรอ P ทสมดลมาให ถามหา [ ]eq บางคา

ตวอยาง 1 ปฏกรยา CO(g) + H2O(g) H2(g) + CO2(g) มคาคงทสมดล K = 5.10 ก าหนดใหทสมดล [CO] = 0.200 M, [H2O] = 0.400 M และ [H2] = 0.300 M จงหาความเขมขนของ [CO2]

K = = 5.102 2

2

[H ][CO ][CO][H O]

วธท ำ จาก

[CO2] = = 1.36 M(0.200)(0.400)

5.10(0.300)


การค านวณหาคาคงทสมดลตวอยำง 2 ปฏกรยา H2(g) + I2(g) 2HI(g)

มคาคงทสมดล K = 5 x 10-4 ก าหนดใหทสมดล [ H2 ] = 0.10 M, [I2] = 8 M จงหาความเขมขนของ [HI]



วธท าK = = 5 x 10-4

[HI]2

[H2] [I2] [HI]2

[0.1] [8] = 5 x 10-4

[HI]2 = 4 x 10-4

[HI] = 2 x 10-2


แบบท 3.1 โจทยก าหนดคา K และคา [ ] เรมตน ถามหา [ ] ทสมดล

ตวอยาง 1 คา Kc ของปฏกรยา H2(g) + I2(g) 2 HI(g)มคาเทากบ 55.3 หากเรมตน H2 และ I2 มความเขมขนอยางละ 1 M จงหาความเขมขนทสมดลของสารทง 3 ชนด

Kc = [HI]2

[H2 ][I2 ] = 55.3


การค านวณหาคาคงทสมดลแบบท 3.1 โจทยก าหนดคา K มาให ใหหาคา [ ] หรอ P ทสมดล

วธท ำ

ขนท 1 เขยนการเปลยนแปลงของสาร

[H2] + [I2] [HI]เรมตน 1.00 1.00 0เปลยนแปลงสมดล

H2(g) + I2(g) 2 HI(g), Kc = 55.3



ขนท 2 ก าหนดใหการเปลยนแปลง = x[H2] + [I2] [HI]

เรมตน 1.00 1.00 0เปลยนแปลง -x -x +2x

สมดล 1.00 - x 1.00 - x 2x



Kc = [2x]2

[1.00 - x][1.00 - x] = 55.3

ขนท 3 แทนคาในสมการ K เพอหา x

7.44 = 2x

1.00 - x

x = 0.79 [H2] = [I2] = 1.00 - x = 0.21 M

Kc = [HI]2

[H2 ][I2 ] = 55.3



ตวอยาง 2 ปฏกรยา I2(g) 2I(g)ท 1000 K ม Kc = 4 ถาเรมตนม I2 4.6 mol ในขวดขนาด2.3 L จงหาความเขมขนของแกสทงสองทสมดล


แบบท 3.1 โจทยก าหนดคา K มาให ใหหาคา [ ] หรอ P ทสมดลการค านวณหาคาคงทสมดล

K = = 4[I]2

[I2] I2(g) 2I(g)

เรมตน 2 0.00

[ I ] = 4.6/2.3 = 0.02 M

เปลยนแปลง -x +2x

สมดล 2 – x +2x= 4

[2x]2

[2 - x]

วธท า


แบบท 3.1 โจทยก าหนดคา K มาให ใหหาคา [ ] หรอ P ทสมดลการค านวณหาคาคงทสมดล

วธท า K = = 4[2x]2

[2 - x]

4x2 + 4x -8 = 0

x2 + x - 2 = 0 สมกำรก ำลงสอง


แบบท 3.1 โจทยก าหนดคา K มาให ใหหาคา [ ] หรอ P ทสมดล

ตวอยาง 3 ปฏกรยา A + B C + D มคาคงทสมดลเทากบ 9 ถาผสม A 2 M และ B 2 M เขาดวยกน จะม B และ C อยางละก M ทภาวะสมดล

ตวอยาง 4 ถาปลอยให A 0.5 โมลสลายตวจนอยในสมดลกบ B ในภาชนะขนาด1 L ท 25 ºC ดงสมการ A(g) 2B(g) ถาคาคงทสมดลเทากบ 8 จงหาความเขมขนของ A และ B ทสมดล และหารอยละการสลายตวของ A


แบบท 3.2 โจทยก าหนดคา x (คาการเปลยนแปลง) ให

ตวอยาง 1 ปฏกรยา 2A B + 2C ถาตงตนปฏกรยาจาก A 4 mol เพยงชนดเดยวในภาชนะขนาด 4 L เมอถงสมดลเหลอ A 1 mol หาความเขมขนของสารทกตวทสมดล และ Kc

ตวอยาง 2 ท 25 ºC CH3COOH 0.1 M แตกตวได 1.34% จงค านวณ [H3O+], [CH3COO-] และ คาคงทสมดล (Ka)


แบบท 3.2 โจทยก าหนดคา x (คาการเปลยนแปลง) ให

ตวอยาง 3 ทอณหภม 700 K ในภาชนะปดขนาด 2 dm3 บรรจแกส CO 0.1 molเมอเตมไฮโดรเจนเกดปฏกรยาดงสมการ CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)เมอปฏกรยาเขาสสมดลพบวาเกด CH3OH เทากบ 0.06 mol และม mol รวมเทากบ 0.24 คาคงทสมดลเปนเทาใด

คำคงทสมดลการค านวณหาคาคงทสมดลกำรรบกวนสมดล

ตวอยาง 1 พจารณาสมดลของปฏกรยา A(aq) + B(aq) C(aq) น า A 1 molและ B 2.5 mol ละลายในน าแลวท าใหปรมาตรของสารละลายเปน 0.5 dm3

เมอปฏกรยาเขาสภาวะสมดล พบวาความเขมขนของ A เทากบ 1 mol.dm-3

ถาทดลองใหม โดยเรมจากการละลาย C 0.5 โมล ในน าแลวท าใหปรมาตรสารละลายเปน 0.25 dm3 เมอระบบเขาสสมดล C มความเขมขนก mol.dm-3

คำคงทสมดลการค านวณหาคาคงทสมดลกำรรบกวนสมดล

ตวอยาง 2 แกสผสม SO2 และ NO2 ในภาชนะขนาด 1 dm3 เกดปฏกรยาดงสมการ SO2 + NO2 SO3 + NO เมอเขาสภาวะสมดลพบวาม SO3NO, NO2 และ SO2 อยางละ 0.6, 0.4, 0.1 และ 0.8 mol ตามล าดบ ถาตองการเพมปรมาณ NO2 ใหเปน 0.3 mol จะตองปลอยแกส NO เขาสภาชนะกโมลทอณหภมและความดนคงท

คำคงทสมดลขอสรปในการใชคาคงทสมดล

1. ถาน าเลขใดคณกบสมการเดม คา K ของสมการใหมจะเทากบคา K เดมยกก าลงดวยเลขจ านวนนน เชน ถาคณสมการเดมดวย n คา Kใหม = Kn

เดม

H2(g) + I2(g) 2 HI(g) …..K

น า 2 คณสมการเดม

2H2(g) + 2I2(g) 4 HI(g) …..Kใหม

Kใหม = K2


2. ถาเขยนสมการกลบกน คา K จะกลบกนดวย เชน

หา Kใหม ของปฏกรยา 4 HI(g) 2H2(g) + 2I2(g)

H2(g) + I2(g) 2 HI(g) …..K

กลบสมการ

Kใหม = 1/K

2 HI(g) H2(g) + I2(g) …..Kใหม


3. ถาปฏกรยาเกดหลายขนตอน คาคงทสมดลจะเทากบผลคณของคาคงทสมดลของปฏกรยายอยทงหมด

S(s) + O2(g) SO2(g) K1

SO2(g) + O2(g) SO3(g) K2

S(s) + O2(g) SO3(g) …..K

K = K1. K2

ดงนน


2SO3 2SO2 + O2 …..K1

จงหาคาคงทของสมดล( K ) ตอไปน

1) 2SO2 + O2 2SO3

2) SO3 SO2 + O2

3) 4SO2 + 2O2 4SO3

ก ำหนดให


2A(g) B2(g) + C2(g) …..K1

A(g) + D2(g) AD(g) …..K2

ก าหนดให

จงหาคาคงทสมดลของ B2(g) + C2(g) + D2(g) AD(g)


ปฏกรยา 2HI H2 + I2 K = 4 x 10-2

HI H2 + I2 K = ?


ก าหนดให NO2 (g) NO(g) + O(g) K = 6.8 x 10-4

O3 (g) + NO(g) NO2(g) + O2(g) K = 5.8x10-34

คาคงทสมดลของปฏกรยาตอไปนมคาเทาใด

O2(g) + O(g) O3(g)


A(g) + B(g) 2C(g) K1

D(g) + E(g) A(g) + C(g) K2

E(g) + F(g) 2B(g) + G(g) K3

ปฏกรยา 3A(g) + F(g) 3C(g) + D(g) + G(g) K = ?


QC = ผลหารปฏกรยา (reaction quotient)

= ** ใชความเขมขนเรมตนแทนคา

KC =

[product][reactant]

c d

a b

[C] [D][A] [B]

ท านายทศทางของปฏกรยา (ไปขางหนา หรอ ยอนกลบ)

โดยการเปรยบเทยบคา QC กบ KC


ถา QC = KC สมดลQC > KC ม product มากเกนสมดล ปฏกรยาตองยอนกลบQC < KC ม product นอยกวาสมดล ปฏกรยาตองไปขางหนา

ตวอยางท 1 จากสมดลของ N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) จ านวนโมลเรมตน 0.8 mol 0.4 mol 0.1 mol ในภาชนะ 2 L จงแสดงการเปรยบเทยบคา KC , QC สมดลหรอไมถาไมสมดลทศทางของปฏกรยาไปทางไหน ( เมอ KC = 0.65 )


โจทยก าหนดจ านวนโมลเรมตนใหเปลยนเปนความเขมขน (mol/L, M)[N2]0 = 0.8 mol / 2 L = 0.4 mol/L[H2]0 = 0.4 mol / 2 L = 0.2 mol/L [NH3]0 = 0.1 mol / 2 L = 0.05 mol/L

QC =

=

QC = 0.78 เมอ KC = 0.65

23

32 2

[NH ][N ][H ]

2

3

(0.05)(0.4)(0.2)

ดงนน QC > KC ปฏกรยาจะมทศทางยอนกลบ (reverse) (ขวาไปซาย)




ตวอยางท 2 ทอณหภม 350 oCN2(g) + 3 H2(g) 2NH3(g) คา Kc = 2.37 10 - 3

ทสมดล (M) 0.683 8.80 1.05 ถาเพม [ NH3 ] เปน 3.65 M จงท านายทศทางของปฏกรยา ( จาก QC , KC )

23

32 2

[NH ][N ][H ]

2

3

(3.65)(0.683)(8.80)

QC > KC ปฏกรยาจะมทศทางยอนกลบ (reverse) จนกวา QC = KC

QC = =

= 2.86 10-2


ตวอยางท 3 ทอณหภม 430 oC2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) คา KP = 1.5 105

ความดน ( atm ) 0.001 0.02 0.50จงค านวณหา QP และทศทางของปฏกรยา

2NO2

2NO O2

P

P . P

2

2

(0.50)(0.001) (0.02)

QP = =

= 1.8 105

ดงนน QP > KP ปฏกรยาจะมทศทางยอนกลบ (reverse)

ปจจยทมผลตอสมดลเคม

1. ความเขมขน 3. อณหภม 2. ปรมาตรและความดน 4. ตวเรงปฏกรยา


เมอระบบสมดลถกรบกวนดวยปจจยเหลาน ระบบจะปรบตวเองใหเขาสสมดลใหมอกครง ตามหลกของเลอชาเตอรลเยร ( Le Chatelier’sPrinciple)

“ เมอระบบทอยในภาวะสมดล ถกรบกวนโดยการเปลยนแปลงปจจยทมผลตอสมดล ระบบจะปรบตวในทศทางทจะลดผลของการรบกวนนน เพอใหระบบเขาสสมดลอกครง”

หลกของเลอชำเตอรลเยร ( Le Chatelier’s Principle)

การเพมปจจย การเขาสสมดลใหมจะมทศทางเพอลดปจจย

การลดปจจย การเขาสสมดลใหมจะมทศทางเพอเพมปจจย



ผลของกำรเปลยนควำมเขมขนสารทรบกวนจะตองเหมอนกบสารใดสารหนงในระบบ หรอ

ท าปฏกรยากบสารในระบบทภาวะสมดล ซงจะมผลใหปรมาณของสารในระบบเปลยนแปลงไป

ระบบจะเกดปฏกรยาในทศทางทลดความเขมขนของสารนน

ระบบจะเกดปฏกรยาในทศทางทเพมความเขมขนของสารนน


เพมความเขมขนของสารใด ลดความเขมขนของสารใด

FeSCN(aq) Fe3+ (aq) + SCN-

(aq)

เตม NaSCN (แตกตวให Na+ และ SCN- )

สมดลถกรบกวนจาก SCN- ทเพมขน เพอใหระบบเขาสสมดลอกครงระบบจะลด SCN- โดย Fe3+ จะท าปฏกรยากบ SCN- ทเพมขน เกดปฏกรยายอนกลบ (ขวาไปซาย) ม FeSCN เพมขน ท าใหสารละลายมสแดงเขมขน


(aq)

ผลของกำรเปลยนควำมเขมขน



(aq)

เตม Fe(NO3)3 (แตกตวให Fe3+ และ NO3- )

สมดลถกรบกวนจาก Fe3+ ทเพมขน เพอใหระบบเขาสสมดลอกครงระบบจะลด Fe3+ โดย SCN- จะท าปฏกรยากบ Fe3+ ทเพมขน เกดปฏกรยายอนกลบ (ซายไปขวา) ม FeSCN เพมขน ท าใหสารละลายมสแดงเขมขน


(aq)




(aq)

เตมกรดออกซำลก (H2C2O4) สมดลถกรบกวนจาก Fe3+ ทลดลง เพอใหระบบเขาสสมดลอกครง

ระบบจะเพม Fe3+ โดย FeSCN จะแตกตวให Fe3+ เพมขน เกดปฏกรยาไปขางหนา (ขวาไปซาย) ม Fe3+ เพมขน ท าใหสารละลายเปลยนจากสแดงเปนสเหลอง


(aq)

( แตกตวให C2O42- ท าปฏกรยากบ Fe3+)



N2(g) + 3 H2(g) 2NH3(g)

- เตม NH3 ลงไปใชหลกการของเลอชาเตอรลเยร ท านายทศทางสมดล เมอ

- เตม H2 ลงไป- ดง N2 ออก



ผลของกำรเปลยนปรมำตรและควำมดน

มผลเฉพาะสมดลของแกสเทานน

ลดปรมาตร = เพมความดน ( P = k/V)


เพมความดน (ลดปรมาตร)

ลดความดน (เพมปรมาตร)

**กรณทโมลของแกสตงตนเทากบของแกสผลตภณฑ การเปลยนแปลงความดนจะไมมผลตอสมดล

ไปทางโมลนอย

ไปทางโมลมาก



PV = nRTN2O4(g) 2NO2(g)

Example:

ตวอยาง จงท านายทศทางของปฏกรยาตอไปนเมอมการเพมความดน(ลดปรมาตร)

1. 2PbS(s) + 3O2(g) 2PbO(s) + 2SO2(g)

2. PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)

3. H2(g) + CO2(g) H2O(g) + CO(g)



ผลของกำรเปลยนอณหภมการเปลยนแปลงอณหภมท าใหคาคงทสมดล (K) เปลยน

เพมอณหภม

ลดอณหภม

ตวอยาง N2O4(g) + heat 2NO2(g) ∆E = 58 kJ/mol


ปฏกรยาดดความรอนเกดไดด

ปฏกรยาคายความรอนเกดไดด

ผลของกำรเปลยนอณหภม


ความสมพนธระหวางคาคงทสมดลกบอณหภมของปฏกรยาดดและคายความรอน

ดดควำมรอนเมอเพมอณหภม คาคงทสมดลจะเพมเมอลดอณหภม คาคงทสมดลจะลด

คำยควำมรอนเมอเพมอณหภม คาคงทสมดลลดเมอลดอณหภม คาคงทสมดลเพม

ผลของตวเรงปฏกรยำตวเรงปฏกรยาไมเกยวของกบคาคงทสมดล และไมมผลตอทศทาง

ของสมดล แตการเตมตวเรงปฏกรยาจะชวยเพมอตราการเกดใหเขาสสมดลไดเรวขน

ตวอยาง ปฏกรยาการเผาผงโซเดยมไบคารบอเนตในภาชนะปด

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)

จงท านายทศทางของสมดล เมอ1. ม CO2 บางสวน ออกจากระบบ 2. เตมผง Na2CO3 เขาไป3. ลดความดน 4. เพม CO2


ตวอยาง จากสมดล4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(l) E = - 248 kJ

จงท านายทศทางการด าเนนไปของปฏกรยาเมอa. เพม NH3 (g) b. ลด O2 (g)c. ลด NO (g)d. เพมปรมาตรของภาชนะบรรจ 2 เทาe. เพมอณหภมf. เพมความดน


N2 + 3H2 2NH3

ตวอยางกราฟ

N2O4(g) 2NO2(g)



2HI H2 + I2

ตวอยาง ณ วนาทท 4, 10 และ 14 มการรบกวนสมดลอยางไร


Education

สื่อการสอน Chemical equilibrium