จากตัวอย่างการคำนวณหาอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีของสารในช่วงเวลาต่าง ๆ และพิจารณาจากความชันของกราฟ  ทำให้ทราบว่าปฏิกิริยาเกิดขึ้นเร็วในช่วงแรกหรือเมื่อเริ่มเกิดปฏิกิริยา และจะเกิดช้าลงเมื่อเวลาผ่านไป  นักเรียนคิดว่าเป็นเพราะเหตุใด และมีปัจจัยใดบ้างที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

  1. ความเข้มข้นของสารกบอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

             จากการศึกษาอัตราการสลายตัวของไดไนโตรเจนเพนตะออกไซด์ในช่วงเวลาต่างๆ  พบว่าเมื่อเวลาผ่านไปอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีมีค่าลดลงนักเรียนคิดว่าเป็นผลมาจากความเข้มข้นของสารตั้งต้นลดลงหรือไม่  เพื่อตรวจสอบว่าความเข้มข้นของสารมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีหรือไม่  ให้นักเรียนศึกษาจากการทดลองต่อไปนี้

           การทดลอง    ความเข้มข้นของสารกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

ตอนที่ 1 ใช้สารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟตที่มีความเข้มข้นต่างกันทำปฏิกิริยากับสารละลายกรดไฮโดรคลอรอกที่มีความเข้มข้นคงที่

1.       รินสารละลายกรดไฮโดรคลอริก 3 mol/dm3 จำนวน 10 cm3 ลงในหลอดทดลองขนาดใหญ่

2.       นำกระดาษสีขาวที่ทำเครื่องหมายกากบาทไว้มาวางชิดข้างหลอดทดลองด้านหนึ่ง  โดยให้เครื่องหมายกากบาทอยุ่สูงจากก้นหลอดประมาณ 2.5 cm

3.       เติมสารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟต 0.3 mol/dm3 จำนวน 10 cm3 ลงในหลอดทดลองในข้อ 1 เขย่าให้เข้ากัน  สังเกตเครื่องหมายและจับเวลาตั้งแต่ผสมสารละลายเข้าด้วยกันนกระทั่งเริ่มมองไม่เห็นเครื่องหมายกากบาท

4.       ทำการทดลองอีก 4 ครั้ง โดยใช้โซเดียมไทโอซัลเฟตผสมกับน้ำกลั่นตามปริมาตรที่กำหนดให้ในตาราง แต่ใช้ปริมาตรของกรดไฮโดรคลอริกเท่าเดิม

 

ตารางกำหนดปริมาตรของสารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟตและน้ำที่ใช้ในการทดลองตอนที่ 1

หลอดที่

ปริมาตรของสารละลาย Na2S2O3 (cm3)

ปริมาตรของน้ำ (cm3)

1

10

0

2

8

2

3

6

4

4

4

6

5

2

8

 ตอนที่ 2 ใช้สารละลายกรดไอโดรคลอริกที่มีความเข้มข้นต่างกันทำปฏิกิริยากับสาระลายโซเดียมไทโดซัลเฟตที่มีความเข้มข้นคงที่ทำการทดลองเช่นเดียวกับตอนที่ 1 แต่ใช้สารละลายกรดไฮโดรคลอริกที่มีความเข้มข้น  0.3 mol/dm3 ผสมกับน้ำกลั่นตามปริมาตรที่กำหนดในตาราง และใช้สารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟตเข้มข้น 0.3  mol/dm3 ปริมาตรที่คงที่ 10 cm3

 ตารางกำหนดปริมาตรของสารละลายกรดไฮโดรคลอริกและน้ำที่ใช้ในการทดลองตอนที่ 2

หลอดที่

ปริมาตรของสารละลาย HCI (cm3)

ปริมาตรของน้ำ (cm3)

1

10

0

2

8

2

3

6

4

4

4

6

5

2

8

                ในการทดลองตอนที่ 1 เมื่อใส่สารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟต  0.3 mol/dm3   ลงในหลอดที่ 1 โดยไม่มีการเดติมน้ำ  ความเข้มข้นของสารละลายในหลอดนี้ยังคงเป็น 0.3 mol/dm3  ส่วนหลอดที่ 2 นำสารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟต 0.3 mol/dm3  จำนวน 8 (cm3) มาเติมน้ำให้เป็น 10 (cm3) ความเข้มข้นของสารละลายในหลอดคำนวณได้ดังนี้

                จำนวนโมลของโซเดียมไทโอซัลเฟตในสารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟต 0.3 mol/dm3  จำนวน 8 (cm3) เป็นดังนี้

           

เมื่อเติมน้ำ 2  (cm3) ทำให้สารละลายมีปริมาตรรวม 10 (cm3) ความเข้มข้นของสารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟตในหน่วย เป็นดังนี้

แสดงว่าสารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟตในหลอดที่ 2 มีความเข้มข้น 0.24 mol/dm3  สำหรับความเข้มข้นของสารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟตในหลอดอื่นก็คำนวณได้ในทำนองเดียวกัน

เมื่อโซเดียมไทยโอซัลเฟตทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกจะเกิดปฏิกิริยา ดังสมการ

          Na2S2O3(aq) + 2 HCI(aq)  ®     2NaCl(aq) + H2O(l) +SO2(g) + S(s)

          หรือ

          S2O32-(aq) + 2H+(aq)      ®       H2O(l) +  SO2(g) +  S(s)

 จากการทดลอง นักเรียนได้วัดระยะเวลาของการเกิดปฏิกิริยาตั้งแต่เริ่มต้นจนได้ปริมาณของกำมะถันที่เกิดขึ้นเท่ากัน  คือเมื่อเริ่มมองไม่เห็นเครื่องหมายกากบาท  ดังนั้นจึงกล่าวได้ว่า ปฏิกิริยาของสารในทุกหลอดเริ่มต้นจากจุดเดียวกันและดำเนินไปจนถึงจุดหมายปลายทางเดียวกัน  อัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ยเขียนแสดงได้ดังนี้

 ถ้านำอัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ยของสารในแต่ละหลอดมาเปรียบเทียบกันจะเป็นดังนี้

 อัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ยของสารในหลอดที่ 1: อัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ยของสารในหลอดที่ 2                      

เนื่องจากปริมาณของกำมะถันที่เกิดขึ้นในแต่ละหลอดเท่ากันดังนี้

จากความสัมพันธ์นี้จึงกล่าวได้ว่า ถ้าต้องการเปรียบเทียบอัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ยของสรในแต่ละหลอด  อาจใช้ส่วนกลับของระยะเวลาที่สารในแต่ละหลอดเกิดปฏิกิริยามาเปรียบเทียบกันได้  สารในหลอดที่ใช้ระยะเวลาการเกิดปฏิกิริยาน้อย  แสดงว่ามีอัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงกว่าสารในหลอดที่ใช้ระยะเวลามากกว่า

จากผลการทดลอง   จะพบว่าเมื่อให้ความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนคงที่  แต่เปลี่ยนความเข้มข้นของไทโอซัลเฟตไอออน อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเปลี่ยนไอในทำนองเดียวกันการเปลี่ยนความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนโดยให้ความเข้มข้นของไทโอซัลเฟตคงที่ก็มีผลทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเปลี่ยนแปลงด้วย  แสดงว่าความเข้มข้นของสารตั้งต้นทั้งสองชนิดในปฏิกิรานี้มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

เนื่องจากการเพิ่มหรือลดความเข้มข้นของสารตั้งต้นมีความสัมพันธ์กับการเพิ่มหรือลดจำนวนอนุภาคของสารตั้งต้นในระบบ  ดังนั้นในกรณีของการเพิ่มความเข้มข้นของสารตั้งต้นระบบเพิ่มขึ้น  โอกาสที่อนุภาคของสารจะเกิดการชนกันจึงมีมากขึ้น  (ดังรูป 6.9) และอนุภาคที่มีพลังงานสูงก็มีจำนวนมากขึ้นด้วย จึงมีผลทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยามีค่าสูง

โดยทั่วไปเราพบว่าการเพิ่มความเข้มข้นของสารตั้งต้นจะมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีอย่างไรก็ตามยังมีบางปฏิกิริยาที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้นชนิดใดชนิดหนึ่งเท่านั้น  หรือบางปฏิกิริยาอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีก็ไม่ขึ้นกับความเข้มข้นของสารตั้งต้น กล่าวคืออัตราการเกิดปฏิกิริยาจะคงที่ไม่ว่าจะมีสารตั้งต้นมากหรือน้อยเพียงใด  เช่น ปฏิกิริยาการกำจัดแอลกอฮอล์ออกจากกระแสเลือดในตับ  โดยปกิตเมื่อมีแอลกอฮอล์เข้าสู่กระแสเลือด ร่างกายจะต้องกำจัดออกทั้งในรูปแอลกอฮอล์โดยตรงและการสลายเป็นสารอื่น  อัตราการสลายตัวของแอลกอฮอล์เป็นสารอื่นจะมีค่าคงที่  โดยไม่ขึ้นกับปริมาณของแอลกอฮอล์ในเลือดว่ามีอยู่มากน้อยเพียงใด

จากตัวอย่างที่กล่าวมาแล้วถ้าเราทราบชนิดของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยา  เราสามารถเขียนสมการแสดงปฏิกิริยานั้นได้  แต่ไม่สามารถทำนายอัตราการเกิดปฏิกิริยาได้ว่าสูงหรือต่ำ  และขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารใดบ้าง  ข้อมูลนี้จะได้จากการทดลองเท่านั้น

2. พื้นที่ผิวของสารกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

นักเรียนได้ทราบแล้วว่าความเข้มข้นของสารเป็นปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดปฏิกิริยาเคมี  รวมทั้งได้ศึกษาปฏิกิริยาระหว่างลวดแมกนีเซียมกับกรดไฮโดรคลอลิกมาแล้ว   นักเรียนคิดว่าถ้านำลวดแมกนีเซียมที่มีมวลเท่ากันแต่มีพื้นที่ผิวไม่เท่ากันมาทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริก  อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะแตกต่างกันหรือไม่  อย่างไรศึกษาได้จากการทดลองต่อไปนี้

การทดลอง   พื้น ที่ผิวของสารกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี

1. ทำการทดลองเช่นเดียวกับการทดลองที่  6.1 แต่เริ่มจับเวลาเมื่อสารละลายในกระบอกตวงอยู่ที่ขีด 1cm3  และทุกๆ 1cm3 จนถึง  5cm3

2. ทำการทดลองเช่นเดียวกับข้อที่ 1 แต่พับลวดแมกนีเซียมเหลือความยาวประมาณ  5 cm3

จากการทดลองพบว่าแมกนีเซียมที่มีมวลเท่ากันแต่มีพื้นผิวไม่เท่ากัน  มีอัตราการเกิดปฏิกิริยาแตกต่างกัน กล่าวคือ แมกนีเซียมที่มีพื้นที่ผิวมากมีอัตราการเกิดปฏิดิริยาสูงกว่าแมกนีเซียมที่มีพื้นผิวน้อย  ซึ่งอธิบายไดว่า การที่สารตั้งต้นมีพื้ที่ผิวมากมีผลให้อนุภาคของสารมีโอกาสเข้าชนกันได้มาก  ปฏิกิริยาจึงเกิดได้เร็วขึ้น

3 อุณหภูมิกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

เมื่อวางชิ้นโลหะแมกนีเซียมไว้ในอากาศที่อุณหภูมิห้อง  ผิวของโลหะจะเปลี่ยนเป็นสีเทาช้าๆ เนื่องจากเกิดปฏิกิริกับออกซิเจนในอากาศได้แมกนีเซียมออกไซด์ฉาบอยู่ที่ผิว  แต่ถ้านำโลหะแมกนีเซียมไปเผาในอากาศจะได้ผงแมกนีเซียมออกไซด์ภายในเวลาไม่กี่นาที  ทำให้ตั้งข้อสังเกตว่าอุณหภูมิน่าจะเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่ทำให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดเร็วหรือช้า  การทดลองต่อไปนี้เป็นการศึกษาว่าการเพิ่มหรือลดของอุณหภูมิมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีอย่างไร

การทดลอง  6.4 อัตราการเกิดปฏิกิริยาระหว่างกรดออกซาลิกกับโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตที่อุณหภูมิต่างๆ

1. ใส่สารละลายกรดออกซาลิก  0.05  mol/dm3 10 หยด และสารละลายกรดซัลฟิวริก 1.0  mol/dm3 5 หยด ในหลอดทดลองขนาดเล็ก แล้วเติมสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต 0.005 mol/dm3 ลงไป 10 หยด เขย่าและจับเวลาตั้งแต่เติมสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตลงไปจนกระทั่งสารละลายเปลี่ยนเป็นไม่มีสี

2. ทำการทดลองเช่นเดียวกับข้อ 1 แต่นำหลอดใส่สารละลายผสมระหว่างกรดออกซาลิกกับกรดซัลฟิวริกไปแช่น้ำที่ควบคุมอุณหภูมิให้คงที่ประมาณ  60 องศา เป็นเวลา 5 นาที  แล้วจึงเติมสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต เขย่าและจับเวลา

3. ทำการดลองเช่นเดียวกับข้อ 2 อีก 2 ครั้ง โดยควบคุมอุณหภูมิของน้ำเป็นประมาณ 40 องศา และ 20 องศา ตามลำดับ

เมื่อกรดออกซาลิกทำปฏิกิริยากับสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตจะเกิดปฏิกิริยาดังสมการ

5H2C2O4(aq) + 2MnO4-(aq) +  6H+(aq) ®    10CO2(g) + 2Mn2+(aq) + 8H2O(l)

 ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นนี้ จะสังเกตได้จากการเปลี่ยนสีของสารละลายจากสีม่วงเป็นสีชมพูอ่อน เนื่องจากเปอร์แมงกาเนตไอออน (MnO4) มีสีม่วง  เมื่อทำปฏิกิริยาจะเปลี่ยนไปเป็นแมงกานีส  (II)ไอออน (Mn2+)  ซึ่งเป็นสารสีชมพูอ่อน  แต่ถ้าเจอจามากจะได้สารละลายใสที่ไม่มีสี

จากการทดลองทำให้ทราบว่าที่อุณหภูมิสูงปฏิกิริยาเคมีเกิดได้เร็วกว่าที่อุณหภูมิต่ำแสดงว่าอุณหภูมิมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี กล่าวคือเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะมีค่าเพิ่มขึ้น  และเมื่ออุณหภูมิลดลงอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะมีค่าน้อยลง  ตามทฤษฎีจลน์อธิบายได้ว่า  เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น โมเลกุลของแก๊สจะเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วเพิ่มขึ้น  จึงมีอาสที่จะชนกันมากขึ้น  ดังนั้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจึงสูงขึ้น  จากการคำนวณได้ผลว่าเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 องศาเซลเซียส อัตราการชนกันของโมเลกุลเพิ่มขึ้นเพียง 0.01 เท่า แต่ในทางปฏิบัติปรากฏว่าเมื่อเพิ่มอุณหภูมิขึ้น 10 องศาเซลเซียส อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น 2-3 เท่า นักเรียนคิดว่าเป็นเพราะเหตุใด

เราอาจเขียนกราฟแสดงการกระจายพลังงานจลน์ของโมเลกุลของแก๊สที่อุณหภูมิต่าง ๆ ได้ดังรูป

จากรูป จะพบว่าพื้นที่ใต้กราฟทางด้านขวาของพลังงาน E ที่อุณหภูมิ T1 มีค่าน้อยกว่าที่อุณหภูมิ T2 แสดงว่าที่อุณหภูมิ T1 โมเลกุลที่มีพลังงานสูงกว่า E มีจำนวนน้อยกว่าที่อุณหภูมิ T2 โดยทั่วไปการชนกันที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีเป็นการชนกันของโมเลกุลที่มีพลังงานสูง  ซึ่งเมื่อชนกันแล้วทำให้พลังงานที่เกิดขึ้นมีค่าเท่ากับหรือมากกว่าพลังงานก่อกัมมันต์  นอกจากนี้การชนกันของโมเลกุลที่มีพลังงานสูงมากๆ กับโมเลกุลที่มีพลังงานต่ำก็อาจทำให้เกิดปฏิกิริยาได้เช่นเดียวกัน  แสดงว่าอุณหภูมิเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

4 ตัวเร่งและตัวหน่วงปฏิกิริยาเคมี

จากการทดลองที่ผ่านมาช่วยให้ทราบว่าพื้นที่ผิวสัมผัส  ความเข้มข้นของสารที่เข้าทำปฏิกิริยาและอุณหภูมิมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ต่อไปจะศึกษาว่าเมื่อเติมสารบางชนิดปริมาณเล็กน้อยลงไปจะมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาหรือไม่ โดยศึกษาจากการทดลองต่อไปนี้

การทดลอง  ผลของสารบางชนิดต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

ตอนที่ 1 ผลของสารละลายแมงกานีส (II) ซัลเฟตต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาระหว่างสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตกับสารละลายกรดออกซาลิก

1. นำหลอดทดลองขนาดกลางมา 2 หลอด แต่ละหลอดใส่สารละลายกรดออกซาลิก 0.05 mol/dm3  จำนวน  2 cm3  และสารละลาย กรดซัลฟิวริก  1.0 mol/dm3  จำนวน 1 cm3

2. นำหลอดที่ 1 มาเติมสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต 0.005 mol/dm3  จำนวน 2 cm3 เขย่าพร้อมทั้งเริ่มจับเวลาจนกระทั่งสารละลายเปลี่ยนเป็นไม่มีสี

3. นำหลอดที่ 2 มาเติมสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต 0.005 mol/dm3  จำนวน 2 cm3 และสารละลายแมงกานีส (II) ซัลเฟต 0.1 mol/dm3  จำนวน 5 หยด เขย่าพร้อมทั้งเริ่มจับเวลาจนสารละลายเปลี่ยนเป็นไม่มีสี

ตอนที่ 2 ผลของโซเดียมฟลูออไรด์ต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาระหว่างเปลือกไข่กับสารละลายกรดแอซีติก

1.       ใส่เปลือกไข่ที่ตกแห้งและบดละเอียดลงในหลอดทดลองขนาดกลาง 2 หลอด ๆ ละ 1 g

2.       ใส่ผงโซเดียมฟลูออไรด์ 0.1 g ลงบนเปลือกไข่ในข้อ 1 เพียง 1 หลอด คลุกเคล้าให้ทั่ว

3.       นำหลอดทดลองจากข้อ 1 และจากข้อ 2 มาเติมสารละลายกรดแอซีติก 0.5  mol/dm3  หลอดละ 3 cm3 สังเกตการณ์เปลี่ยนแปลง

                 เมื่อเติมสารบางชนิดปริมาณเล็กน้อยลงไปแล้วทำให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดได้เร็วขึ้น สารที่เติมลงไปนี้เรียกว่า  ตัวเร่งปฏิกิริยา  แสดงว่าในการทดลอง  ตอนที่ 1 แมงกานีส (II) ซัลเฟต  ทำหน่วงที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาระหว่างสารละลายกรดออกซาลิกกับสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต  ส่วนสารที่เติมลงไปแล้วทำให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดชาลงเรียกว่าตัวหน่วงปฏิกิริยา จากผลการทอลองตอนที่ 2 ปฏิกิริยาชองสารในหลอดที่เติมโซเดียมฟลูออไรด์เกิดช้ากว่า จึงกล่าวได้ว่าโซเดียมฟลูออไรด์เป็นตัวหน่วงปฏิกิริยา จากผลการทดลองที้งสองตอนสรุปได้ว่าตัวเร่งปฏิกิริยาและตัวหน่วงปฏิกิริยามีผลทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเปลี่ยนแปลงได้

                จากการศึกษาที่ผ่านมาได้เปรียบเทียบการเกิดปฏิกิริยาเคมีกับการเดินทางข้ามภูเชา  และพลังงานกอกัมมันต์เปรียบได้กับความสูงของภูเขา ถ้าภูเขาสูงมากคนที่มีกำลังมากพอเท่านั้นจึงจะผ่านไปได้  แต่เมื่อมีการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งเปรียบเสมือนการเดินทางสายใหม่ที่ไปถึงจุดหมายปลายทางได้  อีกทั้งข้ามภูเขาไม่สูงมากหรือกล่าวได้ว่ามีพลังงานก่อกัมมันต์ของปฏิกิริยานั้นลดต่ำลง ทำให้คนที่จะเดินทางไปถึงจุดหมายปลายทางมีจำนวนเพิ่มมากขึ้น นั่นคือโมเลกุลที่ชนกันแล้วมีพลังงานสูงกว่าพลังงานก่อกัมมันต์จะมีจำนวนมากกว่าเมื่อมี่มีตัวเร่งปฏิกิริยา  จึงเป็นผลให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงขึ้น ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานจลน์กับจำนวนโมเลกุลซึ่งมใพลังงานสูงกว่าพลังงานก่อกัมมันต์ในกรณีที่มีและไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยาแสดงได้ดังรูป

                ในปฏิกิริยาที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาอยู่นั้น  เมื่อปฏิกิริยาสิ้นสุดแล้ว สมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยาจะเป็นอย่างไร  ศึกษาได้จากการทดลองต่อไปนี้

การทดลอง  สมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยา

1. ใส่โซเดียมโพแทสเซียมทาร์เทรต 0.5 g ในหลอดทดลองขนาดกลาง เติมน้ำเดือด 5 cm3 เขย่าจนสารละลายหมด แล้วแบ่งสารละลายครึ่งหนึ่งใส่ในหลอดทดลองขนาดกลางอีกหลอดหนึ่ง

2. เติมสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เข้มข้นร้อยละ 6 จำนวน 3 cm3 ลงในแต่ละหลอดพร้อมกัน

3. เติมสารละลายโคบอลต์ (II) คลอไรด์ 0.1 mol/dm3  2-3 หยด ลงในหลอดทดลองที่ 1

4. เขย่าหลอดทดลองทั้งสองเบา ๆ ตลอดเวลาสังเกตการณ์เปลี่ยนแปลง

                สารละลายโคบอลต์ (II) คลอไรด์มีสีชมพู ขณะเกิดปฏิกิริยาจะเปลี่ยนเป็นสีเขียวและเมื่อปฏิกิริยาสิ้นสุดลงจะกลับเป็นสีชมพูเหมือนเดิม  แสดงว่าขณะที่ปฏิกิริยาดำเนินไปตัวเร่งปฏิกิริยาจะเข้าไปมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาด้วยโดยเปลี่ยแปลงเป็นสารอื่นชั่วขณะหนึ่ง แต่เมื่อปฏิกิริยาสิ้นสุดแล้วจะกลับเป็นสารเดิม การที่จะทราบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาเข้าไปมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาอย่างไรนั้นจะได้ศึกษาในขั้นสูงต่อไป

                ตัวเร่งปฏิกิริยามีประโยชน์มากทั้งในชีวิตประจำวันและในกระบวนการอุตสาหกรรม เช่น การย่อยอาหารในร่างกายใช้เอนไซม์หลายชนิดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา การผลิตแอมโมเนีใช้เหล็กเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ในกระบวนการเติมไฮโดรเจนแก่สารอินทรีย์ใช้นิกเกิลเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา และในกระบวนการแตกสลายไฮโดรคาร์บอนในการกลั่นน้ำมันใช้ซิลิคอนไดออกไซด์และอะลูมิเนียมออกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อช่วยให้ปฏิกิริยาเกิดเร็วขึ้นต้องคำนึงถึงปัจจัยหลายอย่าง เช่น ความปลอดภัย ความยากง่ายในการแยกตัวเร่งปฏิกิริยาออกจากผลิตภัณฑ์ และราคาของตัวเร่งปฏิกิริยา

                สำหรับตัวหน่วงปฏิกิริยา นอกจากโซเดียมฟูลออไรด์ซึ่งเป็นตัวหน่วงปฏิกิริยาระหว่างกรดแอซีติกกับแคลเซียมคาร์บอเนตจากเปลือกไข่แล้ว ยังมีสารอื่นอีกที่ทำหน้าที่เป็นตัวหน่วงปฏิกิริยา เช่น ปฏิกิริยาสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ได้น้ำและแก๊สออกซิเจนดังสมการ

2H2O2(l)      ®       2H2O(l) + O2(g)

                 เมื่องเติมกรดไฮโดรคอลริกเจือจางหรือกลีเซอรอลลงไปเล็กน้อย จะทำให้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สลายได้ช้าลง

                จากผลการทดลอง และความรู้ที่ได้ศึกษามาแล้ว สามารถสรุปปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีได้ดังนี้

1.       ปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่เมื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารตั้งต้นปฏิกิริยาจะเกิดเร็วขึ้น และเมื่อลดความเข้มข้นของสารตั้งต้นปฏิกิริยาจะเกิดช้าลง

2.       สารที่มีพื้นที่ผิวมากจะเกิดปฏิกิริยาเคมีเร็วกว่าสารที่มีพื้นที่ผิวน้อย

3.       การเพิ่มอุณหภูมิจะทำให้ปฏิกิริยาเกิดเร็วขึ้นและการลดอุณหภูมิจะทำให้ปฏิกิริยาเกิดช้าลง

4.       ตัวเร่งปฏิกิริยาจะทำให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดเร็วขึ้นและตัวหน่วงปฏิกิริยาจะทำให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดช้าลง

 

 

   
 

                  

 
 

Best view : 800X600  |  Internet  Explorer

 
 

By  :  TKR Group                 

 
 

Kudbongphittayakarn School , Nongkhai

 
 

Made by  Microsoft  Frontpage      

 
     

จำนวนผู้เข้าใช้งาน
ตั้งแต่วันที่ 26 ตุลาคม 2549

thaigoodview.com Version 13.0
บริหารและจัดการโดยทีมงานชาวมัธยมศึกษาและประถมศึกษา
e-mail: webmaster@thaigoodview.com
Copyright(c) 2006 www.thaigoodview.com. All rights reserved.