45
1 บบบบบ 9 บบบบบบบบบ Chemical Equilibrium บบบบบบบบบ บบบบบบบบบบบบบบ บบบบบบบบบบบบบบ

chemical equilibrium

Embed Size (px)

DESCRIPTION

chemical equilibrium

Citation preview

Page 1: chemical equilibrium

1

บทท�� 9 สมดุลเคม�Chemical

Equilibrium

ภาควิ�ชาเคม� คณะวิ�ทยาศาสตร์� มหาวิ�ทยาล�ยเทคโนโลย�มหานคร์

Page 2: chemical equilibrium

2

สมดุ�ลเคม ( Chemical Equilibrium )

สมดุลเคม� ค�อ อ�ตร์าการ์เก�ดุปฏิ�ก�ร์�ยาไปข้$างหน$าและอ�ตร์าย$อนกล�บม�ค'าเท'าก�น

และควิามเข้$มข้$นข้องท�(งสาร์ต�(งต$นและผล�ตภ�ณฑ์�ไม'เปล��ยนแปลงตามเวิลา

forward

reverse

Products

Reactants

Page 3: chemical equilibrium

3

สมดุ�ลกายภาพ ( Physical Equilibrium ) H2O(l) H2O(g)

สมดุ�ลเคม (Chemical Equilibrium)

N2O4(g) 2 NO2(g) ไม�มส น้ำ��าตาลแดุง

Page 4: chemical equilibrium

4

N2O4(g) 2 NO2(g) ไม�มส น้ำ��าตาลแดุง

2

2 4

[NO][NO]

22

2 4

[NO][NO]

ควิามเข้$มข้$นเร์��ม ต$น (M)

ควิามเข้$มข้$นท�� สมดุล (M)

อ�ตร์าส'วินควิามเข้$มข้$นท��

สมดุล[ NO2

]

[ N2O

4][ NO2

][ N2O4]

0.000 0.670 0.0547

0.643 0.0851

4.65 10-3

0.050 0.446 0.0457

0.448 0.1020

4.66 10-3

0.030 0.500 0.0475

0.491 0.0967

4.60 10-3

0.040 0.600 0.0523

0.594 0.0880

4.60 10-3

0.200 0.000 0.0204

0.0898 0.2270

4.63 10-3

Page 5: chemical equilibrium

5

ที่�สมดุ�ล ถ้�าเอา [ NO2 ] / [ N2O4 ] ค�าที่�ไดุ�ไม�เที่�าก�น้ำ แต�ถ้�าเอา [ NO2 ]2 / [ N2O4 ] = ค�าคงที่� = 4.63 10-

3 เลข 2 ค�อ ส�มประส"ที่ธิ์"$ (coefficient) ของ NO2 ใน้ำสมการ ค�าคงที่�สมดุ�ล (equilibrium

constant) = K =

22

2 4

[NO][NO]

= 4.63 10- 3

สร์ป ส�าหร�บปฏิ"ก"ร"ยาที่��วไปที่�ผั�น้ำกล�บไดุ� ดุ�งสมการ aA + bB cC + dD

เม��อ a , b , c และ d เป+น้ำส�มประส"ที่ธิ์"$ปร"มาณ ส�มพ�น้ำธิ์-ของสาร A , B, C และ D ตามล�าดุ�บ

Page 6: chemical equilibrium

6

ค�าคงที่�สมดุ�ล ( K) ณ อ�ณหภ.ม"หน้ำ/�งหาไดุ�จาก K =

c d

a b

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

ข้นาดุข้องค'าคงท��สมดุล: ค�าคงที่�สมดุ�ลจะมค�ามากหร�อน้ำ�อยข/�น้ำอย.�ก�บแต�ละปฏิ"ก"ร"ยาและข/�น้ำ อย.�ก�บอ�ณหภ.ม"

การที่ราบค�า K มความส�าค�ญดุ�งน้ำ�- ที่�สมดุ�ลสารต��งต�น้ำและผัล"ตภ�ณฑ์-มปร"มาณส�มพ�ที่ธิ์-เป+น้ำเที่�าใดุ- ที่ราบว�าปฏิ"ก"ร"ยามผัลไดุ� ( yield ) ส.งหร�อต��าอย�างไร

Page 7: chemical equilibrium

7

กรณที่� 1 : ถ้�า K >> 1 เช่�น้ำ ใน้ำระบบต�อไปน้ำ�ที่� 2300 oC 2O3(g) 3O2(g)

K = = 2.54 1012

ที่�สมดุ�ล ระบบจะม O2 ปน้ำอย.�ก�บ O3 แต�จะม O3 << O2 ดุ�งน้ำ��น้ำถ้�า [O2] = 0.50 M ที่�สมดุ�ล จะไดุ�

32

23

[O][O]

[O3]2 =

= 2.22 10 – 7 M

3

12

[0.50]

2.54 10

Page 8: chemical equilibrium

8

กรณที่� 2 : ถ้�า K << 1 เช่�น้ำ ใน้ำระบบต�อไป น้ำ�ที่� 25 oC

Cl2(g) Cl(g) + Cl(g)

K = = 1.4 10 - 38

ระบบสมดุ�ลจะม Cl2 >> Cl ถ้�า [Cl2 ] = 0.76 M จะไดุ�

[Cl]2 = (0.76)(1.4 10 – 38) = 1.1 10 – 38 M [Cl] = 1.0 10 – 19 M

จะเห4น้ำว�า Cl มความเข�มข�น้ำต��ามากเม��อเที่ยบ ก�บ Cl2

2

2

[Cl][Cl ]

Page 9: chemical equilibrium

9

กรณที่� 3 : ถ้�า K มค�าไม�มากเก"น้ำไปหร�อน้ำ�อยเก"น้ำไปเม��อเที่ยบก�บ 1 สารต��งต�น้ำและสารผัล"ตภ�ณฑ์-ที่�สมดุ�ลจะมปร"มาณพอๆก�น้ำเช่�น้ำ

ใน้ำระบบต�อไปน้ำ�ที่� 380 oC CO(g) + H2O(g) H2(g) + CO2(g)

K = = 5.10

ถ้�า [CO] = 0.200 M, [H2O] = 0.400 M และ [H2] = 0.300 M

ที่�สมดุ�ล จะไดุ� [CO2] = = 1.36 M

2 2

2

[H][CO][CO][HO]

(0.200)(0.400)5.10

(0.300)

Page 10: chemical equilibrium

10

สมดุลเอกพั�นธุ์� (homogeneous equilibrium) : สมดุ�ลของปฏิ"ก"ร"ยาที่�สารที่��งหมดุใน้ำปฏิ"ก"ร"ยาอย.�ใน้ำว�ฏิภาคเดุยวก�น้ำ

เช่�น้ำ ใน้ำปฏิ"ก"ร"ยาการสลายต�วของ N2O4(g) 2 NO2(g)

- ใน้ำร.ป KC เป+น้ำค�าคงที่�ใน้ำร.ปความเข�มข�น้ำ (M, mol/L) Kc =

- ใน้ำร.ป Kp เป+น้ำค�าคงที่�ใน้ำร.ปของความดุ�น้ำ (atm) Kp =

22

2 4

[NO][NO]2

2

2 4

NO

NO

P

P

Page 11: chemical equilibrium

11

b

a

[B][A]

bBaA

PP

AnRTV

BnRTV

โดุยที่��วไป KC Kp แต�เราสามารถ้หาความ ส�มพ�น้ำธิ์-ระหว�าง KC ก�บ Kp ไ ดุ�ดุ�งสมการน้ำ�

aA(g) bB(g)

KC =

Kp =

เม��อ PA และ PB เป+น้ำความดุ�น้ำย�อยของ A และ B PAV = nART PBV =

nBRT

PA = PB =

Page 12: chemical equilibrium

12

แที่น้ำค�า PA และ PB น้ำ�ลงใน้ำสมการของ Kp จะไดุ�b

B

aA

nRTV

nRTV

bB

b-aa

A

nV (RT)nV

Kp = =

เน้ำ��องจาก nA / V และ nB / V มหน้ำ�วยเป+น้ำmol/L จ/งแที่น้ำไดุ�ดุ�วย [A] และ [B] ตามล�าดุ�บจะไดุ�

Page 13: chemical equilibrium

13

เม��อ n = b – a = – จำ.านวินโมลร์วิมข้องก/าซผล�ตภ�ณฑ์� จำ.านวินโมลร์วิมข้องก/าซต�(งต$น R = 0.082 L.atm/K.mol

ถ้�า aA + bB cC + dD

Kc = Kp = c d

a b

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

c dC Da bA B

P PP P

Kp = = Kc b

a

[B][A]

n(RT) n(RT)

Page 14: chemical equilibrium

14

KP = KC n(RT)

n = (c + d) – (a + b)

Page 15: chemical equilibrium

15

ต�วอย�างที่� 1 จากสมดุ�ลของ PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)

ถ้�า KP = 1.05 ที่� 250 oC ความดุ�น้ำย�อยPCl5 = 0.8 atm , PCl3 = 0.4 atm

จงหาความดุ�น้ำย�อย Cl2 ที่�สมดุ�ล (250 oC)KP =

1.05= = 2.10 atm

PCl Cl3 2

PCl5

P P

P

Cl2(0.4)P

(0.8)

Cl2P

Page 16: chemical equilibrium

16

ต�วอย�างที่� 2 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ถ้�า KP = 4.3 10– 4 ที่� 200 oC จงหาค�า KC

จาก KP = KC

T = 273 + 200 = 473 K

n = 2 – (3 + 1) = - 2 mol

แที่น้ำค�า 4.3 10 – 4 = KC (0.082 473) – 2

KC = 0.65

n(RT)

Page 17: chemical equilibrium

17

สมดุลวิ�วิ�ธุ์พั�นธุ์� (Heterogeneous Equilibrium): ปฏิ"ก"ร"ยาที่�สาร (reactants, products) ไม�เป+น้ำ phase เดุยวก�น้ำ ค�อ ม gas solid liquid ปน้ำก�น้ำ ให�ถ้�อว�าความเข�มข�น้ำของสารที่�เป+น้ำของแข4ง ของเหลว คงที่�

เช่�น้ำ CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

= KC = [ CO2 ]

KP = CO2P

CK 2

3

[CaO][CO][CaCO]

Page 18: chemical equilibrium

18

ต�วอย�างที่� 3 NH4HS(s) NH3(g) + H2S(g) จงหา KC , KP ถ้�า partial pressure ของ gas เที่�าก�น้ำ = 0.3

KP = = (0.3)(0.3) = 0.09

300 K

NH HS3 2P . P

จาก KP = KC n = 2 – 0 = 2 mol T = 300 K

n(RT)

แที่น้ำค�า 0.09 = KC (0.082 300)2 KC = 1.49 x 10 – 4

Page 19: chemical equilibrium

19

สมดุลหลายข้�(นตอน (Multiple Equilibria) ถ้$าปฏิ�ก�ร์�ยาม� products ท��เข้$าไปท.าปฏิ�ก�ร์�ยาต'ออ�ก

1) A + B C + D =

2) C + D E + F = A + B E + F

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

cK [E][F][C][D]

KC =

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

[E][F][C][D]

X =CK cKX

=[E][F][A][B]

Page 20: chemical equilibrium

20

ถ้�าปฏิ"ก"ร"ยา เขยน้ำไดุ�จากการรวม 2 ปฏิ"ก"ร"ยาEquilibrium constant ; KC รวม = ผัลค.ณของ KC ย�อยแต�ละปฏิ"ก"ร"ยา

ต�วอย�างที่� 4 จงหาความส�มพ�น้ำธิ์-ระหว�าง KC จากสมการต�อไปน้ำ� N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) K1 = 10 --------- (1)

กล�บสมการ (1) 2 NH3 (g) N2(g) + 3H2(g) K2 = = = 0.1

ค.ณ 3 ที่��งสมการ (1) 3 N2(g) + 9 H2(g) 6 NH3(g) K3 = (K1)3 = (10)3

1

1K

110

Page 21: chemical equilibrium

21

สร์ปหล�กการ์เข้�ยน ค'า K - ความเข�มข�น้ำมหน้ำ�วยเป+น้ำ mol/ L - ถ้�าเป+น้ำก7าซให�ใช่�ความดุ�น้ำ (atm) ไดุ� - ถ้�าเป+น้ำของแข4ง (s) ของเหลว (l) ไม�ปรากฎใน้ำ KC - KC KP ไม�มหน้ำ�วย

สร์ปควิามส�มพั�นธุ์�ร์ะหวิ'างค'า K- เม��อน้ำ�าสมการย�อยมารวมก�น้ำ ค�า Kc ของสมการใหม�ไดุ�จาก ผัลค.ณของ Kc ย�อยแต�ละปฏิ"ก"ร"ยา- เม��อกล�บสมการ ค�า Kc ของสมการใหม�ไดุ�จากเศษส�วน้ำกล�บของ Kc เดุ"ม- เม��อค.ณต�วเลขใน้ำสมการเดุ"ม ค�า Kc ของสมการใหม�ไดุ�จากค�า Kc เดุ"มยก ก�าล�งต�วเลขที่�เอาไปค.ณน้ำ��น้ำเอง

Page 22: chemical equilibrium

22

ควิามส�มพั�นธุ์�ร์ะหวิ'างจำลนศาสตร์�เคม�ก�บสมดุลเคม�1. ถ้�าม 1 elementary step (ข��น้ำตอน้ำเดุยว) A + 2B AB2

Forward rate; ratef = kf [A][B]2 Reverse rate ; rater = kr [AB2] ที่�สมดุ�ล ratef = rater kf [A][B] 2 = kr[AB2]

f

r

kk

= 22

[AB][A][B]

= KC

Kf

kr

Page 23: chemical equilibrium

23

ต�วิอย'างท�� 5 Cu2+ ไอออน้ำที่�าปฏิ"ก"ร"ยาก�บ Fe2+ ไอออน้ำตามปฏิ"ก"ร"ยาข�างล�าง Cu2+ + 2 Fe2+ Cu + 2 Fe3+ จงหาค�า Kc

k = 0.8fk = 0.4r

2. ถ้�าม 2 elementary steps (2 ข��น้ำตอน้ำ) ข��น้ำแรก : 2B B2 ข��น้ำสอง : A + B2 AB2 รวม : A + 2B AB2

f

r

k'k'

f

r

k''k''

Page 24: chemical equilibrium

24

K f

r

kk

22

[B][B]

K f

r

kk

2

2

[AB][A][B]

ข��น้ำแรก

= =

ข��น้ำสอง

=

=

22

[B][B]

2

2

[AB][A][B]

f

r

kk

f

r

kk

22

[AB][A][B]

f

r

kk

รวม K / K // = = .

=

ไม�ว�าจะเป+น้ำ single หร�อ multiple step จะไดุ� KC =

= KC

Page 25: chemical equilibrium

25

ค�า KC บอกอะไรเราบ�าง ?1. ที่�าน้ำายที่"ศที่างของปฏิ"ก"ร"ยา ( ไปข�างหน้ำ�า หร�อ ย�อน้ำกล�บ) โดุยการเปรยบเที่ยบค�า QC ก�บ KC

QC = ผัลหารปฏิ"ก"ร"ยา (reaction quotient)

= ** ใช่�ความเข�มข�น้ำเร"�มต�น้ำแที่น้ำค�า KC =

[product][reactant]

c d

a b

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

Page 26: chemical equilibrium

26

ถ้�า QC = KC สมดุ�ล QC > KC ม product มากเก"น้ำสมดุ�ล

ปฏิ"ก"ร"ยาต�องย�อน้ำกล�บ QC < KC ม product น้ำ�อยกว�า

สมดุ�ล ปฏิ"ก"ร"ยาต�องไปข�างหน้ำ�า

Page 27: chemical equilibrium

27

ต�วอย�างที่� 6 จากสมดุ�ลของ N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

จ�าน้ำวน้ำโมลเร"�มต�น้ำ 0.8 mol 0.4 mol 0.1 mol

ใน้ำภาช่น้ำะ 2 L จงแสดุงการเปรยบเที่ยบค�า KC , QC สมดุ�ลหร�อไม�

ถ้�าไม�สมดุ�ลที่"ศที่างของปฏิ"ก"ร"ยาไปที่างไหน้ำ ( เม��อ KC = 0.65 )

โจที่ย-ก�าหน้ำดุจ�าน้ำวน้ำโมลเร"�มต�น้ำให�เปล�ยน้ำเป+น้ำความ เข�มข�น้ำ (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

Page 28: chemical equilibrium

28

QC =

=

QC = 0.78 เม��อ KC = 0.65

ดุ�งน้ำ��น้ำ QC > KC ( ไม�สมดุ�ล ) ปฏิ"ก"ร"ยาจะมที่"ศที่าง ย�อน้ำกล�บ (reverse)

(ขวาไปซ�าย)

23

32 2

[NH][N][H]

2

3

(0.05)(0.4)(0.2)

Page 29: chemical equilibrium

29

ต�วอย�างที่� 7 ที่�อ�ณหภ.ม" 350 oC N2(g) + 3 H2(g) 2NH3(g) ค�า Kc = 2.37 10 - 3

ที่�สมดุ�ล (M) 0.683 8.80 1.05 ถ้�าเพ"�ม [ NH3 ] เป+น้ำ 3.65 M จงที่�าน้ำายที่"ศที่างของปฏิ"ก"ร"ยา ( จาก QC , KC )

เม��อเพ"�ม [NH3] ระบบปร�บต�วปฏิ"ก"ร"ยาไปที่างซ�ายเพ��อลดุ [ NH3 ] ลง

QC = = = 2.86 10-2

QC > KC ดุ�งน้ำ��น้ำปฏิ"ก"ร"ยาไปที่างซ�าย จน้ำกว�า QC = KC

23

32 2

[NH][N][H]

2

3

(3.65)(0.683)(8.80)

Page 30: chemical equilibrium

30

ต�วอย�างที่� 8 ที่�อ�ณหภ.ม" 430 oC 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) ค�า KP = 1.5 105

ความดุ�น้ำ ( atm ) 0.001 0.02 0.50 จงค�าน้ำวณหา QP และที่"ศที่างของปฏิ"ก"ร"ยา

QP = =

= 1.8 105

ดุ�งน้ำ��น้ำ QP > KP ปฏิ"ก"ร"ยาไปที่างซ�าย

2NO2

2NO O2

P

P . P

2

2

(0.50)(0.001) (0.02)

Page 31: chemical equilibrium

31

ต�วอย�างที่� 9 จากสมดุ�ลของ A B เม��อ [A]0 = 0.5 mol/L และ KC = 1.5 จงหา [A] , [B] ที่�สมดุ�ล

A B เร"�มต�น้ำ (M) 0.5 0

เปล�ยน้ำแปลง (M) - x + x สมดุ�ล (M) 0.5 – x x

แที่น้ำค�า KC =

1.5 = x = 1.5(0.5 - x) x = 0.75 - 1.5x

[ x ][ 0.5 - x ]

[ B ][ A ][ x ]

[ 0.5 - x ]

Page 32: chemical equilibrium

32

2.5 x = 0.75 x = 0.3

ดุ�งน้ำ��น้ำที่�สมดุ�ล [A] = 0.5 – 0.3 = 0.2 M [B] = 0.3 M

*check ; KC = = 1.50.30.2

ต�วอย�างที่� 10 A2(g) + B2(g) 2 AB(g) เร"�มต�น้ำ (mol) 0.5 0.5 ใน้ำภาช่น้ำะ 1 ล"ตร ที่�อ�ณหภ.ม" 430 oC

ค�า KC = 49 จงหา [A2], [B2] และ [AB] ที่�สมดุ�ล

Page 33: chemical equilibrium

33

A2(g) + B2(g) 2AB(g) เร"�มต�น้ำ (M) 0.5 0.5 0

เปล�ยน้ำแปลง (M) - x - x 2x สมดุ�ล (M) (0.5 – x) (0.5 – x) 2x

แที่น้ำค�า KC =

49 =

49 =

2

2 2

[AB][A ][B]

2

2 2

[AB][A ][B]

2(2)(0.5 - )(0.5 - )

xx x2

2

(2 )(0.5 - )

xx

Page 34: chemical equilibrium

34

7 =

2x = 7(0.5 – x ) 2x = 3.5 – 7x 9x = 3.5 x = 0.39 M ดุ�งน้ำ��น้ำที่�สมดุ�ล [A2] = 0.5 – 0.39 = 0.11 M [B2] = 0.5 – 0.39 = 0.11 M [AB] = 2(0.39) = 0.78 M

(2 )(0.5 - )

xx

Page 35: chemical equilibrium

35

ต�วอย�างที่� 11 A2 + B2 2 AB KC = 49 เร"�มต�น้ำ (M) 1.0 1.0 1.0

เปล�ยน้ำแปลง (M) - x - x + 2 x สมดุ�ล (M) (1.0 – x) (1.0 – x) (1.0 + 2x)

แที่น้ำค�า KC = 49 =

49 =

2

2 2

[AB][A ][B]

2(1.0 + 2 )(1.0 - )(1.0 - )

xx x

2

2

(1.0 + 2 )(1.0 - )

xx

Page 36: chemical equilibrium

36

7 =(1.0 + 2 )(1.0 - )

xx

7(1.0 – x) = 1.0 + 2 x9 x = 6 x = 0.67

ดุ�งน้ำ��น้ำที่�สมดุ�ล [A2] = 1.0 – 0.67 = 0.33 M [B2] = 1.0 – 0.67 = 0.33 M [AB] = 1.0 + 2(0.67) = 2.34 M

Page 37: chemical equilibrium

37

ป<จจ�ยที่�มผัลต�อสมดุ�ลเคม (Factors that affect chemical equilibrium)

1. ความเข�มข�น้ำ 3. ปร"มาตร

2. ความดุ�น้ำ 4. อ�ณหภ.ม"

เม��อระบบสมดุ�ลถ้.กรบกวน้ำดุ�วยป<จจ�ยเหล�าน้ำ� ระบบจะปร�บต�วเองให�เข�าส.�สมดุ�ล ใหม�อกคร��ง ตามหล�กของเลอช่าเตอรล"เยร- ( Le Chatelier’s Principle) ที่�กล�าวว�า

“ เม��อระบบสมดุ�ลถ้.กรบกวน้ำจน้ำสมดุ�ลเสยไประบบจะปร�บต�วใน้ำที่"ศที่างที่�ที่�าให� ”ป<จจ�ยรบกวน้ำลดุน้ำ�อยที่�ส�ดุ เพ��อระบบจะเข�าส.�สมดุ�ลเดุ"ม

Page 38: chemical equilibrium

38

ป<จจ�ยที่�มผัลต�อสมดุ�ลเคม 1. การเปล�ยน้ำความเข�มข�น้ำ

Fe(CNS)3 ละลายน้ำ��า

FeCNS2+(aq) Fe3+(aq) + CNS -(aq) แดุง เหล�องอ�อน้ำ ไม�มส

- ถ้$าเต�ม Fe(NO3)3 เพั��ม Fe3+ : ร์ะบบปร์�บต�วิท.าให$ปฏิ�ก�ร์�ยาไปทางซ$ายเพั��อลดุ [ Fe3+] ไดุ$ส�แดุง- ถ้$าเต�ม NaCNS เพั��ม CNS - : ร์ะบบปร์�บต�วิท.าให$ปฏิ�ก�ร์�ยาไปทางซ$ายเพั��อลดุ [ CNS-] ไดุ$ส�แดุง- ถ้$าเต�ม H2C2O4 ( ไดุ$ C2O4

2- จำ�บก�บ Fe3+ ) ลดุ Fe3+ : ร์ะบบปร์�บต�วิท.าให$ปฏิ�ก�ร์�ยาไปทางข้วิาเพั��อเพั��ม [ Fe3+] ไดุ$ส�เหล�อง

Page 39: chemical equilibrium

39

2. เปล�ยน้ำความดุ�น้ำและปร"มาตร ถ้�าสารเป+น้ำ solid , liquid การเปล�ยน้ำ P , V ไม�มผัล

แต�ถ้�าสารเป+น้ำ gas การเปล�ยน้ำ P , V มผัลมาก

จาก PV = nRT P = RT

P 1 / V ดุ�งน้ำ��น้ำ ถ้�าเพ"�ม P = ลดุ V ที่�าให�ความเข�มข�น้ำเพ"�ม (n/ V)

nV

Page 40: chemical equilibrium

40

ต�วอย�างที่� 12 N2O4(g) 2NO2(g)

QC = ถ้�า เพ"�ม P = ลดุ V = เพ"�มความเข�มข�น้ำ ดุ�งน้ำ��น้ำ [NO2 ], [N2O4 ] ต�างก4เพ"�มข/�น้ำที่��งค.� แต� [NO2 ]2 จะเพ"�มข/�น้ำมากกว�า [N2O4 ] QC > KC ปฏิ"ก"ร"ยาจ/งดุ�าเน้ำ"น้ำไปที่างซ�าย

แต�ถ้�า ลดุ P = เพ"�ม V = ความเข�มข�น้ำลดุลง ดุ�งน้ำ��น้ำ [NO2 ]2 ลดุลงมากกว�า [N2O4 ] เช่�น้ำก�น้ำ

QC < KC ปฏิ"ก"ร"ยาจ/งดุ�าเน้ำ"น้ำไปที่างขวา

22

2 4

[NO][NO]

Page 41: chemical equilibrium

41

ต�วอย�างที่� 13 จงที่�าน้ำายที่"ศที่างของปฏิ"ก"ร"ยา ถ้�าเพ"�ม P ( ลดุ V) ที่� T คงที่�1) 2 PbS(s) + 3 O2(g) 2 PbO(s) + 2 SO2(g)

QC =

V ลดุ = [SO2]2 น้ำ�อยกว�า [O2]3 ดุ�งน้ำ��น้ำ QC < KC ปฏิ"ก"ร"ยาไปที่างขวา

22

32

[SO][O]

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

QC = [PCl3 ][Cl2 ] เพ"�มข/�น้ำมากกว�า [PCl5 ] ดุ�งน้ำ��น้ำ QC > KC ปฏิ"ก"ร"ยาไปที่างซ�าย

3 2

5

[PCl ][Cl ][PCl ]

Page 42: chemical equilibrium

42

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

QC =

เน้ำ��องจากความเข�มข�น้ำที่�เป+น้ำ gas เที่�าก�น้ำ ดุ�งน้ำ��น้ำ QC = KC ไม�มผัลต�อปฏิ"ก"ร"ยา

2

2 2

[HO][CO][H][CO]

ต�วอย�างที่� 14 2 NOCl(g) 2 NO(g) + Cl2(g) ถ้�าลดุความดุ�น้ำ จงที่�าน้ำายที่"ศที่างของปฏิ"ก"ร"ยา

QC= จ�าน้ำวน้ำโมล product > reactant (3) (2) ลดุ P = ความเข�มข�น้ำลดุลง QC < KC ดุ�งน้ำ��น้ำที่"ศที่างไปที่างขวา

22

2

[NO][Cl ][NOCl]

Page 43: chemical equilibrium

43

3. การเปล�ยน้ำอ�ณหภ.ม" ถ้�าเปล�ยน้ำ ความเข�มข�น้ำ ปร"มาตร ความดุ�น้ำ = เปล�ยน้ำสมดุ�ล การเปล�ยน้ำอ�ณหภ.ม" = เปล�ยน้ำ KC

ถ้�า N2O4(g) 2NO2(g) Ho = 58.0 kJ ดุ.ดุความร�อน้ำ 2NO2(g) N2O4(g) Ho = -58.0 kJ คายความร�อน้ำ

ปฏิ"ก"ร"ยาไปข�างหน้ำ�า

ถ้�า T = Heat ที่�าให�เพ"�ม endothermic reaction ( ดุ.ดุความร�อน้ำ ) ถ้�า T = Heat ที่�าให�เพ"�ม exothermic reaction ( คายความร�อน้ำ )

Page 44: chemical equilibrium

44

ปฏิ"ก"ร"ยาดุ.ดุความร�อน้ำ(Ho บวก)

ปฏิ"ก"ร"ยาคายความร�อน้ำ(Ho ลบ)

1. เพ"�มอ�ณหภ.ม" ไปข�างหน้ำ�า 2. ลดุอ�ณหภ.ม" ย�อน้ำกล�บ

1. เพ"�มอ�ณหภ.ม" ย�อน้ำกล�บ 2. ลดุอ�ณหภ.ม" ไปข�างหน้ำ�า 4. ผัลจาก catalyst

- ช่�วยลดุ activation energy ( Ea )- ที่�าให�อ�ตราเร4วของปฏิ"ก"ร"ยาเร4วข/�น้ำ ที่��งไปข�างหน้ำ�าและย�อน้ำกล�บ- ไม�มผัลต�อ KC และ equilibrium

Page 45: chemical equilibrium

45

ต�วอย�างที่� 15 จากสมดุ�ล 4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(l) Ho = - 248 kJจงที่�าน้ำายที่"ศที่างการดุ�าเน้ำ"น้ำไปของปฏิ"ก"ร"ยาเม��อรบกวน้ำสมดุ�ลดุ�งต�อไปน้ำ� ป<จจ�ยการรบกวน้ำ ที่"ศที่างที่�ปฏิ"ก"ร"ยาดุ�าเน้ำ"น้ำไป

a. เพ"�ม NH3 (g) b. ลดุ O2 (g)c. ลดุ NO (g)d. เพ"�มปร"มาตรของภาช่น้ำะบรรจ� 2 เที่�าe. เพ"�มอ�ณหภ.ม"f. เพ"�มความดุ�น้ำ

ไปข้$างหน$า

ไปข้$างหน$า

ไปข้$างหน$า

ย$อนกล�บ

ย$อนกล�บย$อนกล�บ