Data Loading...
ใบความรู้เรื่องสมดุลเคมี Flipbook PDF
ใบความรู้เรื่องสมดุลเคมี
119 Views
14 Downloads
FLIP PDF 772.19KB
ใบความรู้ เคมี ม.5 เรื่อง สมดุลเคมี การเกิดสมดุลเคมี ปฏิกิริยาที่ไม่อยู่ในภาวะสมดุลและปฏิกิริยาที่อยู่ในภาวะสมดุล 1. ปฏิกิริยาที่ไม่อยู่ในภาวะสมดุล : ปฏิกิริยาผันกลับไม่ได้ (ถือว่าเป็นปฏิกิริยาการเกิดสมบูรณ์) สาร ตั้งต้นทาปฏิกิริยากันจนหมด แล้วเกิดผลิตภัณฑ์อย่างสมบูรณ์ เช่น 2Mg + O2 2MgO 2. ปฏิกิริยาที่อยู่ในภาวะสมดุล : ปฏิกิริยาผันกลับได้ (ถือว่าเป็นปฏิกิริยาการเกิดไม่สมบูรณ์) เมื่อเกิด ผลิตภัณฑ์แล้วผลิตภัณฑ์สามารถทาปฏิกิริยากลับไปเป็นสารตั้งต้น เช่น I2(s) ⇋ I2(g)
I2 เริ่มต้น
I2 เมื่อเวลาผ่านไประยะหนึ่ง
I2 ที่สมดุล
การเปลี่ยนภาวะสมดุล การเปลี่ยนภาวะสมดุล สิ่งที่ทาให้สมดุลเปลี่ยน ได้แก่ 1. ความเข้มข้น : โดยการเพิ่ม/ลด สารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์ 2. ความดัน : ใช้ได้เฉพาะระบบที่เป็นก๊าซเท่านัน้ 3. อุณหภูมิ : ทาให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเปลี่ยนแปลง
เลอชาเตอริเอ กล่าวว่า “ระบบใดที่เข้าสู่ภาวะสมดุลแล้ว ถ้าถูกรบกวนด้วยภาวะต่างๆ จะทาให้สมดุลของระบบเสีย ไป แต่ระบบจะพยายามปรับสภาวะใหม่ เพื่อให้กลับมา สมดุลได้อีกครั้ง แต่จะไม่เหมือนกับสมดุลครั้งแรก”
1 ความเข้มข้นกับการเปลี่ยนภาวะสมดุล 1 การเปลีย่ นแปลงความเข้มข้นในสมการทั่วไป
A + B ⇋ C + D • ถ้าเพิ่มความเข้มข้นของ A : สมดุลของระบบจะเสียไป ระบบจะปรับภาวะใหม่ โดยการลด ความเข้มข้นของ A โดยสาร A จะไปรวมกับสาร B มากขึ้น ได้ผลิตภัณฑ์เป็นสาร C และ D ผลจากการปรับภาวะใหม่ : ทาให้ความเข้มข้นของสาร C และ D จะมากขึ้น ส่วนความ เข้มข้นของ B จะลดลง เนื่องจากถูกใช้ไปเพื่อทาปฏิกริ ิยากับสาร A
• ถ้าลดความเข้มข้นของ D : สมดุลของระบบจะเสียไป ระบบจะปรับภาวะใหม่ โดยเปลี่ยน สมดุลทางผลิตภัณฑ์ ผลจากการปรับภาวะสมดุล : ทาให้ความเข้มข้นของ C จะเพิ่มมากขึน้ ส่วนความเข้มข้นของ A , B จะลดลง 2
การเปลีย่ นแปลงความเข้มข้นในสมดุลของการละลาย
สารละลายยังไม่อิ่มตัว 3
สารละลายอิ่มตัว
การเปลีย่ นแปลงความเข้มข้นในสมการกรดเบส
H+ , H3O+ เป็นกรด
OH- เป็นเบส
กรดแก่และเบสแก่
เบสแก่ ได้แก่ โลหะหมู่ 1 และหมู่ 2 ยกเว้น Be(OH)2 ดังเช่น LiOH, NaOH, KOH กรดแก่ ได้แก่ HCl, HBr, HI, H2SO4, HNO3, HClO3, HClO4
เบสแก่ LiOH NaOH KOH Ca(OH)2 Ba(OH)2
กรดแก่ HCl กรด Hydro HBr HI HNO3 HClO3, HClO4 กรด Oxy H2SO4
เกลือ แบ่งออกเป็น 3 ชนิด ดังนี้ 1.เกลือที่มีสภาพเป็นกลาง คือ เกลือที่เกิดจากกรดแก่ เบสแก่ ได้แก่ .............................................. 2.เกลือที่มีสภาพเป็นกรด คือ เกลือที่เกิดจากกรดแก่ เบสอ่อน ได้แก่ .............................................. 3.เกลือที่มีสภาพเป็นเบส คือ เกลือที่เกิดจากกรดอ่อน เบสแก่ ได้แก่ ............................................... สมการกรด สมการกรด
- + H+ CH ⇋ CH 3COO CH3COOH COOH ⇋ CH COO + H+ 3 3
1. ถ้าเติมกรดหรือเกลือที่มีสภาพเป็นกรด เปรียบเสมือนเติม H+ สมดุลย้อนกลับ 2. ถ้าเติมเบสหรือเกลือที่มีสภาพเป็นเบส เปรียบเสมือนเติม OH- โดยที่ OH- จะไปดึง H+ ออกมาในรูปของ H2O สมดุลจะไปข้างหน้า 3. ถ้าเติมเกลือที่มีอยู่ในระบบอยู่แล้ว ในที่นี้คือ CH3COONa เปรียบเสมือนเติม CH3COOสมดุลจะย้อนกลับความเป็นกรดจะลดลง สมการเบส สมการเบส
NH4OH NH4OH
+ + - OH⇋ ⇋ NH+NH+ OH
1. ถ้าเติมกรดหรือเกลือที่มีสภาพเป็นกรด เปรียบเสมือนเติม H+ โดยที่ H+ จะไปดึง OHออกมาในรูปของ H2O สมดุลจะไปข้างหน้า 2. ถ้าเติมเบสหรือเกลือที่มีสภาพเป็นเบส เปรียบเสมือนเติม OH- สมดุลจะย้อนกลับ 3. ถ้าเติมเกลือที่มีอยู่ในระบบอยู่แล้ว ในที่นี้คือ NH4Cl เปรียบเสมือนเติม NH4+ สมดุลจะ ย้อนกลับ
2
ความดันกับการเปลี่ยนภาวะสมดุล การเปลี่ยนแปลงความดันจะมีผลต่อสารในสถานะแก๊สเท่านั้น 1
การเพิ่มความดันโดยการลดปริมาตร
2NO2(g) สีน้าตาลแดง
รูปที่ 1 รูปที่ 2
⇋
N2O ไม่มีสี
ระบบเข้าสู่สมดุล สีของระบบจะคงที่ เมื่อเพิ่มความดันของระบบโดยกดก้านหลอดฉีดยาลงมา ความเข้มข้นของแก๊สที่ เพิ่มขึ้นสีจะเข้มขึ้นชั่วขณะหนึ่ง (ระบบยังไม่สมดุล)
รูปที่ 3 เมื่อทิ้งไว้ระยะหนึ่งสีจะจางลงและสีคงที่ตลอด แสดงว่าระบบเข้าสู่สมดุลใหม่แล้ว อธิบายได้ว่า NO2 จะรวมตัวกันเปลี่ยนไปเป็น N2O4 มากขึ้นเพื่อลดความดันรวมของระบบลง (จาก สมการเห็นได้ว่าถ้าเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์จานวนโมลจะลดลง ความดันจะลดลงด้วย) การลดความดันโดยการเพิ่มปริมาตร
2
2NO2(g) สีน้าตาลแดง
รูปที่ 1
⇋
N2O4(g) ไม่มีสี
ระบบเข้าสู่สมดุล สีของระบบจะคงที่
รูปที่ 2
เมื่อลดความดันของระบบโดยดึงก้านหลอดฉีดยาขึ้น ความเข้มข้นของแก๊สลดลง สีจะ จางลงชั่วขณะหนึ่ง (ระบบยังไม่สมดุล)
รูปที่ 3
เมื่อทิ้งไว้ระยะหนึ่งสีจะเข้มขึ้นและสีคงที่ตลอดแสดงว่าระบบเข้าสู่สมดุลใหม่แล้ว อธิบายได้ว่า N2O4 จะรวมตัวกันเปลี่ยนไปเป็น NO2 มากขึ้น เพื่อเพิ่มความดันรวมให้ระบบ (จากสมการเห็นได้ว่าถ้าเปลี่ยนเป็นสารตั้งต้น จานวนโมลจะเพิ่มขึ้น ความดันจะเพิ่มขึน้ ) • ถ้า เพิ่มความดัน สมดุลจะเลื่อนไปทาง โมลน้อยกว่า เพื่อลดความดันรวมของระบบ • ถ้า ลดความดัน สมดุลจะเลื่อนไปทาง โมลมากกว่า เพื่อเพิ่มความดันรวมของระบบ • ถ้าระบบที่ จานวนโมลเท่ากัน การเพิ่มหรือลดความดันจะ ไม่มีผลต่อระบบ
การเพิ่มความดันโดยเติมแก๊สที่ไม่เกี่ยวข้องกับระบบ สมดุล มแก๊สที่ไม่เกี่ยวข้องในระบบสมดุล จะไม่มีผลต่อภาวะ การเพิ่มความดันของระบบโดยการเติ 3
สมดุล เพียงแต่ไปเพิ่มความดันรวมของระบบ แต่ไม่ได้ทาให้ความเข้มข้นในภาวะสมดุลเปลี่ยนแปลง เช่น NOTE : สรุปการเปลี่ยนแปลงความดัน 1.ไม่มีผลต่อระบบสมดุล ถ้าเติมแก๊สที่ไม่เกี่ยวข้องกับระบบสมดุลลงไป 2.มีผลต่อระบบสมดุล ในกรณีที่
1.เพิ่มความดันโดยการเติมแก๊สทีเ่ กี่ยวข้องในระบบ 2.เพิ่มความดันโดยการลดปริมาตร 3.ลดความดันโดยการเพิ่มปริมาตร
3
อุณหภูมิกับการเปลี่ยนภาวะสมดุล
การจะบอกว่า สมดุลเลื่อนไปทางใด ต้องรู้ว่าระบบนั้นๆ เป็นระบบดูดหรือคายความร้อน การดูระบบดูดและคายความร้อนแบบต่างๆ 1. A + B ⇋ C + D ดูดความร้อน
5. A + B ⇋ C + D คายความร้อน
2. A + B + heat ⇋ C + D
6.A + B - heat ⇋ C + D
3. A + B ⇋ C + D - heat
7. A + B ⇋ C + D + heat
4. A + B ⇋ C + D ∆𝐻 เป็นบวก
8.A ++ BB ⇋⇋C C+ +D D ∆𝐻∆𝐻 8.A เป็นเป็ลบนลบ
ระบบดูดความร้อน
A + B ⇋ C + D + heat
เมื่อเพิ่มอุณหภูมิ จะเหมือนกับการเพิ่มสารตั้งต้น ระบบจะดาเนินไปข้างหน้า เมื่อลดอุณหภูมิ จะเหมือนกับการลดสารตั้งต้น ระบบจะดาเนินย้อนกลับ ระบบคายความร้อน
A + B ⇋ C + D - heat เมื่อเพิ่มอุณหภูมิ จะเหมือนกับการเพิ่มผลิตภัณฑ์ ระบบจะดาเนินการย้อนกลับ เมื่อลดอุณหภูมิ จะเหมือนกับการลดผลิตภัณฑ์ ระบบจะดาเนินไปข้างหน้า ถ้าเป็นระบบ ดูดความร้อน ต้อง เพิ่มอุณหภูมิ ปฏิกิริยาจะเกิดดีขึ้น ถ้าเป็นระบบ คายความร้อน ต้อง ลดอุณหภูมิ ปฏิกิริยาจะเกิดดีขึ้น สรุปเกี่ยวกับการรบกวนสมดุล วิธีรบกวน เพิ่มสารตั้งต้น
ลดสารตั้งต้น
เพิ่มผลิตภัณฑ์
ลดผลิตภัณฑ์
ทิศทางสมดุล
ปริมาณสารตั้งต้น ปริมาณผลิตภัณฑ์ ปรับตัวลดลง แต่ เพิม่ ขึ้นจากเดิม ยังมากกว่าสมดุล เดิม ปรับตัวเพิ่มขึ้น แต่ น้อยลงจากเดิม ยังน้อยกว่าสมดุล เดิม เพิ่มขึ้นจากเดิม ปรับตัวลดลง แต่ ยังมากกว่าสมดุล เดิม น้อยลงจากเดิม ปรับตัวเพิ่มขึ้น แต่ ยังน้อยกว่าสมดุล
ค่า K
เท่าเดิม
เพิ่มความดัน (ลด ปริมาตร) ลดความดัน (เพิ่ม ปริมาตร) เพิ่มอุณหภูมิ ลดอุณหภูมิ
ไปทางโมลน้อย
-
-
ไปทางโมลมาก
-
-
ลดลงจากเดิม เพิ่มขึ้นจากเดิม เพิ่มขึ้นจากเดิม ลดลงจากเดิม
เพิ่มขึ้นจากเดิม ลดลงจากเดิม ลดลงจากเดิม เพิ่มขึ้นจากเดิม
ดูด คาย ดูด คาย
เพิ่มขึ้น ลดลง ลดลง เพิ่มขึ้น