ข่าว O-NET/GAT/PAT
ข่าวการศึกษา
คะแนน แอดมิชชั่น
สูงสุด-ต่ำสุด
คณิตศาสตร์
วิทยาศาสตร์
ฟิสิกส์ - เคมี - ชีวะ
ฟิสิกส์
เคมี
บทเรียนเคมี
ตารางธาตุ
ศัพท์เคมี
แบบฝึกหัดเคมี
ชีววิทยา
ภาษาอังกฤษ
ภาษาไทย
ดาราศาสตร์
ประวัติศาสตร์
มุมคนเก่ง
คลังข้อสอบเก่า
คลังความรู้หลักสูตรเก่า
I.Q. Tests
 

 

หน้าแรก | มุมนักเรียน | หน้าแรกฟิสิกส์-เคมี-ชีวะ | หน้าแรกเคมี | บทเรียนเคมี

บทเรียนเคมี
   

สมดุลเคมี : ค่าคงที่สมดุล
 
ระดับชั้น : มัธยม 6

 
ปฏิกิริยาผันกลับได้
ภาวะสมดุล
ค่าคงที่สมดุล
ความสัมพันธ์ของค่าคงที่สมดุลกับสมการเคมี
การคำนวณเกี่ยวกับค่าคงที่สมดุล
ปัจจัยที่มีผลต่อภาวะสมดุล
หลักของเลอชาเตอลิเอ

ค่าคงที่สมดุล

ในปฏิกิริยาเคมีใดๆ จะมีค่าคงที่ค่าหนึ่งซึ่งบอกให้ทราบถึงความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของสารต่างๆ ที่ภาวะสมดุล เรียกว่า ค่าคงที่สมดุล (Equilibrium Constant)

ซึ่งเราสามารถกล่าวได้ว่า ที่ภาวะสมดุลเคมีใดๆ ก็ตามที่อุณหภูมิคงที่

“ผลคูณความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ยกกำลังด้วยสัมประสิทธิ์แสดงจำนวนโมล หารด้วยผลคูณความเข้มข้นของสารตั้งต้นยกกำลังด้วยสัมประสิทธิ์แสดงจำนวนโมล มีค่าเท่ากับค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยานั้นๆ”

พิจารณาปฏิกิริยาระหว่างก๊าซไฮโดรเจนและไอ ของไอโอดีนที่อุณหภูมิ 458 ºC ดังสมการต่อไปนี้

H2(g) + I2(g) 2HI(g) .................(1)


ความเข้มข้นเริ่มต้นและความเข้มข้นที่ภาวะสมดุลของ H2, I2 และ HI ที่ 458 ºC


จากตารางด้านบน การทดลองที่ 1-4 เริ่มต้นด้วยก๊าซ H2 และก๊าซ I2 เท่านั้น ส่วนการทดลองที่ 5- 6 เริ่มต้นด้วยก๊าซ HI

จากสมการ (1) ก๊าซ H2 1 โมลจะทำปฏิกิริยาพอดีกับก๊าซ I2 1 โมล เกิดก๊าซ HI 2 โมล จากข้อมูลในตารางจะพบว่า H2 และ I2 ปริมาณเท่ากันเข้าทำปฏิกิริยากันเกิด HI ซึ่งมีจำนวนโมลเป็น 2 เท่าของปริมาณ H2 หรือ I2

ในการทดลองที่ 5 และ 6 ก๊าซ HI สลายตัวให้ก๊าซ H2 และก๊าซ I2 ด้วยจำนวนโมลที่เท่ากัน และเมื่อคำนวณอัตราส่วนความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์กับสารตั้งต้นที่ภาวะสมดุลตามความสัมพันธ์ในรูปแบบต่างๆ จะได้ดังนี้

อัตราส่วนความเข้มข้นของ HI, H2 และ I2


จากตารางแสดงค่าอัตราส่วนความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์กับสารตั้งต้นที่ภาวะสมดุล ตามความสัมพันธ์ดังกล่าว อัตราส่วนความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์และสารตั้งต้นที่ให้ค่าคงที่คือ



ค่าคงที่นี้เรียกว่า ค่าคงที่สมดุล แทนด้วยสัญลักษณ์ K


อัตราส่วนความเข้มข้นดังกล่าวมีความสัมพันธ์เกี่ยวข้องกับปริมาณสารสัมพันธ์ในปฏิกิริยา เมื่อพิจารณาปฏิกิริยาระหว่างก๊าซ H2 กับก๊าซ I2 จะเขียนสมการ (1) ใหม่ได้ดังนี้

H2(g) + I2(g) HI(g) + HI(g)


จากสมการ ค่าอัตราส่วนความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์และสารตั้งต้นจะเท่ากับ ซึ่งก็คือ นั่นเอง เลขยกกำลังก็คือสัมประสิทธิ์ที่แสดงจำนวนโมลของสารในสมการที่ดุลแล้ว

ในปฏิกิริยาทั่วไป เมื่อสาร A จำนวน a โมล ทำปฏิกิริยากับสาร B จำนวน b โมล ได้สาร C จำนวน c โมล และสาร D จำนวน d โมล ดังสมการ

aA + bB cC + dD



ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาระหว่าง Fe2+ กับ Ag+ ในสมการ

F2+(aq) + Ag+(aq) Fe3+(aq) + Ag(s)



ในปฏิกิริยานี้มีโลหะเงินเกิดขึ้น แต่โลหะเงินเป็นของแข็ง จากการทดลองพบว่า ของแข็งมีการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นน้อยมาก จึงถือว่าความเข้มข้นคงที่ เมื่อนำไปหารค่า K1 จะได้ค่าคงที่อันใหม่คือ K





ดังนั้น ณ ภาวะสมดุล ความเข้มข้นของของแข็งที่เกี่ยวข้องในระบบได้คิดรวมอยู่ในค่าคงที่สมดุลแล้ว จึงไม่เขียนไว้ในอัตราส่วนที่แสดงค่าคงที่สมดุลนั้น

ส่วนปฏิกิริยาที่มีน้ำเป็นสารที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยา เนื่องจากความเข้มข้นของน้ำที่เป็นตัวทำละลาย มีค่าสูงถึง 55.5 mol/dm3 เราถือว่า น้ำถูกใช้ในปฏิกิริยาน้อยมากเมื่อเทียบกับความเข้มข้นของน้ำที่เป็นตัวทำละลาย จึงถือว่าความเข้มข้นของน้ำมีค่าคงที่ ดังนั้น ในการเขียนค่าคงที่สมดุล จึงไม่ต้องใส่ค่า [H2O] ด้วย

หน่วยของค่าคงที่สมดุลขึ้นอยู่กับแต่ละปฏิกิริยา และสัมประสิทธิ์แสดงจำนวนโมลของสารในสมการที่ดุลแล้ว จึงไม่นิยมเขียนหน่วยของค่าคงที่สมดุล



ที่มาข้อมูล : หนังสือเรียนวิชาเคมี เล่ม 6 ว 035 หลักสูตรมัธยมศึกษาตอนปลาย พุทธศักราช 2524 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2533) กระทรวงศึกษาธิการ
www.lks.ac.th
http://chemsci.kku.ac.th
จำนวนคนอ่าน 50329 คน
   
 

© 2000 - 2014 www.myfirstbrain.com All Rights Reserved