�ݺ�ߣ

สภาวะสมึϸ�ลเคมี

จัดทำำโดย
นำงสำวพักตร์นภำ รุ่งโรจน์

เสนอ
คุณครูวีรพงษ์ บรรจง

รำยงำนนี้เป็นส่วนหนึ่งของวิชำเคมี(ว٤٠٢٢٢)
ภำคเรียนที่١
สำำนักงำนเขตพื้นที่กำรศึกษำมุกดำหำร
กระทรวงศึกษำธิกำร

คำำนำำ
ในปัจจุบันนี้กำรเรียนรู้เรื่องเคมีมีควำมสำำคัญมำก
ในชีวิตประจำำวัน มีเนื้อหำสำระสำำคัญ เช่นกำรผัน
กลับได้ ภำวะสมึϸ�ล เป็นต้น

พักตร์นภา รุงโรจน์
่

สำรบัญ
เรื่อง หน้ำ
การเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้
1
ภาวะสมึϸ�ล 2
ความสำาพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของสารต่างๆ ณ ภาวะสมึϸ�ล
3
การเปลี่ยนแปลงภาวะสมึϸ�ล
4
หลักของเลอชาเตอลิเอ ٥

เรื่อง สมึϸ�ลเคมี (Equilibrium)
เนื้อหำ(Content)
การเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้
ภาวะสมึϸ�ล
ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของสารต่างๆ ณ ภาวะสมึϸ�ล
การเปลี่ยนภาวะสมึϸ�ล
หลักของเลอชาเตอลิเอ
จุดประสงค์กำรเรียนรู้(Objective)
1.เพื่อให้นักเรียนมีความรู้ ความเข้าใจเกี่ยวกับปฏิกิริยาที่ผันกลับได้ ภาวะสมึϸ�ล
และสมบัติของระบบ ณภาวะสมึϸ�ล
2.เพื่อให้นักเรียนมีทักษะสามารถเขียนแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้น
ของ สารตั้งต้นกับสารผลิตภัณฑ์ ณ ภาวะสมึϸ�ล ตลอดจนคำานวณค่าคงที่สมึϸ�ล
และความเข้มข้นของสารต่างๆ ณ ภาวะสมึϸ�ล
3.เพื่อให้นักเรียนสามารถทราบถึงปัจจัยที่มีผลต่อภาวะสมึϸ�ลและมีความเข้าใจ
ในการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเมื่อภาวะสมึϸ�ลของระบบถูกรบกวน
4.เพื่อให้นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับหลักของเลอชาเตอลิเอและมีความเข้าใจใน
การปรับตัวของระบบเมื่อมีการรบกวนสมึϸ�ลของระบบ

สมึϸ�ลเคมี (Eguilibrium)

นักเคมีมักพบปัญหาจากปฏิกิริยาเคมีใดๆว่า ผลิตภัณฑ์ที่ได้มักได้ไม่ถึง 100%
โดยอาจมีสาเหตุมาจากเทคนิคของการทดลอง หรือปฏิกิริยาเกิดไม่สมบูรณ์
จากหลักปริมาณสารสัมพั�Ȩ��์จะพิจารณาว่า ในการเกิดปฏิกิริยาใดๆ ปฏิกิริยาต้อง
ดำาเนินไปจนสมบูรณ์กล่าวคือ เมื่อสารทำาปฏิกิริยากัน ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นจนกว่า
สารตั้งต้นสารใดสารหนึ่งหมดไป ปฏิกิริยาจึงจะหยุด
Ex 1.CaCO3(s)— CaO(s) + CO2(g)………………..(1)
CaO(s) + CO2(g)— CaCO3(s)…………………(2)
เมื่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้า(Rate of forward Reaction) ปฏิกิริยา (1)เท่ากับ
อัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ(Rate of backward Reaction)ปฏิกิริยา(2) แล้วในขณะ
นั้นระบบมีสมบัติคงที่ เรียกว่า เกิดภาวะสมึϸ�ล(Equilibrium State)
กำรเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้
1. การเปลี่ยนแปลงที่เข้าสู่ภาวะสมึϸ�ล โดยระบบมิได้หยุดนิ่ง แต่จะมีการ
เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา เรียกว่าสมึϸ�ลไดนามิก(Dynamic Equilibrium) ซึ่งเป็น
สมึϸ�ลที่โมเลกุลของสารในระบบยังคงมีการเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้และเกิด
ขึ้นอยู่ตลอดเวลาในระบบปิด(Closed system)
2. ระบบจะดำาเนินเข้าสู้ภาวะสมึϸ�ลได้เอง โดยอัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้า
เท่ากับอัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ
3. การดำาเนินเข้าสู่ภาวะสมึϸ�ลของระบบอาจเริ่มจากทางซ้ายหรือทางขวาก็ได้
Ex 2.PCl5(g) =PCl3(g) + Cl2(g)
ค่ำคงที่สมึϸ�ล
ในปฏิกิริยาเคมีใดๆ จะมีค่าคงที่ค่าหนึ่งซึ่งบอกให้ทราบถึงความสัมพันธ์ระหว่าง
ความเข้มข้น
ของสารต่างๆที่ภาวะสมึϸ�ล เรียกว่า ค่าคงที่สมึϸ�ล(Equilibrium Constant)
Ex 3.H2(g) + I2(g) =2HI(g) ที่ 4250C

การทดลองที่ [N2] [I2] [HI] K = [HI]2 / [H2][I2]
1 4.565 0.738 13.54 54.79
2 3.560 1.250 15.59 54.67
3 2.253 2.336 16.85 54.14
4 1.831 3.130 17.67 54.79
5 0.479 0.479 3.531 54.35
6 1.141 1.141 8.410 54.35

หมายเหตุ lab 1-4 ได้จากการรวมตัวชอง H2 และ I2
lab 5-6 ได้จากการสลายตัวของ HI

จากตารางสรุปได้ว่าไม่ว่าจะเริ่มต้นด้วยปริมาณสารเท่าใดก็ตาม อัตราส่วน
ระหว่างผลคูณของความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์แต่ละชนิดยกกำาลังด้วย
สัมประสิทธิ์บอกจำานวนโมลของผลิตภัณฑ์นั้นๆกับผลคูณของความเข้มข้นของ
สารตั้งต้นที่เหลือแต่ละชนิดยกกำาลังด้วยสัมประสิทธิ์บอกจำานวนโมลของสารที่

เหลือที่สภาวะสมึϸ�ลจะมีค่าคงที่เสมอเมื่ออุณหภูมิคงที่ เรียกว่า ค่ำคงที่สมึϸ�ล(k
)

K = [HI]2 / [H2][I2]

จลนศำสตร์เคมีและค่ำคงที่สมึϸ�ล
ค.ศ. 1866 C.M. Guldberg นักคณิตศาสตร์ประยุกต์ และ P .Waage นักเคมีได้เสนอ
“Law of mass action” กล่าวคือ “ อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำจะต้องเป็นปฏิภำค
กับควำมเข้มข้นของสำรตั้งต้นยกกำำลังด้วยสัมประสิทธิ์บอกจำำนวนโมล
ของสำรนั้นๆ”
Ex aA + bB —cC + dD
อัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้า
Ratef = kf[A]a[B]b………………..(1)
อัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ
Rater = kr [C]c[D]d………………..(2)
เมื่อระบบเข้าสู่สภาวะสมึϸ�ลจะได้
(1)=(2) kf[A]a[B]b = kr [C]c[D]d
เมื่อ kf/ kr = K
จะได้ K = [C]c[D]d/[A]a[B]b
หลักกำรใช้ค่ำคงที่สมึϸ�ล
1.เมื่ออุณหภูมิคงที่ ค่าคงที่สมึϸ�ล k จะมีค่าคงที่ และจะต้องอ้างถึงสมการหนึ่ง
สมการใดด้วยเสมอ เพราะถ้าเขียนสมการโดยใช้สัมประสิทธิ์ต่างกันไป ค่า k จะ
แตกต่างกันด้วย
Ex4. H2(g) + I2(g) =2HI(g)…………………………..(1)
K1 = [HI]2/[H2][I2]
2 x(1) 2H2(g) + 2 I2(g)= 4HI(g)
K2 = [HI]4/[H2]2[I2]2
K2 = K12
ดังนั้น ถ้าคูณสมการเดิมด้วย n ค่า K ใหม่เท่ากับ Kn เดิม
2.ถ้าเขียนสมการกลับกัน ค่า k ก็จะกลับกันด้วย
Ex 5. 2NO(g) + O2(g) =2NO2(g)……………………(2)
K1 =[NO2]2/[NO]2[O2]
ถ้าเขียนสมการกลับกัน
2NO2(g) =2NO(g) + O2(g)
K2 = [NO]2[O2] /[NO2]2
K2 = 1/K1
ดังนั้นถ้าเขียนสมการกลับกัน K ใหม่ = 1/K เดิม
2.ในกรณีที่ปฏิกิริยาเกิดขึ้นหลายๆขั้นตอน ค่า K ของปฏิกิริยารวม จะเท่ากับผล
คูณของค่า K ของปฏิกิริยาย่อยๆนั้น
Ex 6. 2NO(g) + O2(g) =2NO2(g)………………..(1)
2NO2(g) N2O4(g)…………………(2)
(1)+(2) ได้ 2NO(g) + O2(g) =N2O4(g)
K3 =K1.K2=[N2O4]/[NO2]2[O2]

การใช้ค่า K ในสมึϸ�ลเอกพันธ์ ซึ่งสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์อยู่ในวัฏภาค
เดียวกัน เช่น
Ex 7. จากปฏิกิริยา aA + bB= cC +dD
Kc = [C]c [D]d /[A] a[B] b

4
Kp = PCc PDd / PAa PBb ; P = n/v RT

จาก Kp = Kc(RT) n ; n = (c+d)-(a+b)
ถ้า n = 0 จะได้ Kp = Kc(RT)0 ; Kp = Kc
Ex 8. N2(g) + 3H2(g) =2NH3(g)
Kc = [ NH3]2 /[ N2][ H2 ]3
หรือ Kp = ( P NH3)2/ (PN2)(PH2)3
การใช้ค่า K ในสมึϸ�ลวิวิธภัณฑ์ สารที่เป็นของแข็งกำาหนดให้มีค่าคงที่เท่ากับ 1
Ex 9. CaCO3(s) =CaO(s) + CO2(g)
Kc = [CO2] ; Kp = PCO2
กำรคำำนวณเกี่ยวกับค่ำคงที่สมึϸ�ล
Ex 10. จากปฏิกิริยา 2SO2(g) + O2(g)= 2SO3(g) ที่ 250 c
จงคำานวณหา Kc ที่สภาวะสมึϸ�ล (กำาหนด Kp = 2.5 x 1024 atm-1)
วิธีทำา จาก Kp = Kc(RT) n
Kc = Kp(RT)- n
Kc = (2.5 x 1024)(0.0821)(298)-(1)
= 6.2 x 1025 dm3 mol-1
Ex 11. เมื่อเติม ก๊าซ H2 และ I2 อย่างละ 0.5 mol ลงในภาชนะขนาด 2 dm3 ที่
อุณหภูมิ 520Oc เมื่อระบบเข้าสุ่ภาวะสมึϸ�ลจากการวิเคราะห์พบว่าภายในภาชนะ
ประกอบด้วยก๊าซ HI 0.06 mol จงคำานวณหาค่าคงที่สมึϸ�ล
วิธีทำา H2 (g) + I2(g) =2HI (g)
เริ่มต้น 0.25 0.25 -
เปลี่ยนแปลง 0.015 0.015 0.03
ที่สมึϸ�ล 0.235 0.235 0.03
K = [HI]2/[H2][I2]
= (0.03)2/(0.235)2
= 2 x 10-2
Ex 12. ที่อุณหภูมิหนึ่งก๊าซ HX 1.0 mol/dm3 สลายตัวได้ 20 % ดังสมการ
2HX =H2 + X2 จงคำานวณหาค่าคงที่สมึϸ�ล
วิธีทำา HX 1.0 mol/dm3 สลายตัวได้ 20 %
ดังนั้น HX สลายตัว= 20/100 X 1= 0.2 mol/dm3
2HX= H2 + X2
เริ่มต้น 1 - -
เปลี่ยนแปลง 0.2 0.1 0.1
ที่สมึϸ�ล 0.8 0.1 0.1
K =[H2][X2]/[HX]2
=(0.1)2/(0.8)2
=1.56 X 10-2
Ex 13. ก๊าซ N2 ทำาปฏิกิริยากับก๊าซ H2 ดังสมการ

3H2(g) + N2(g)= 2NH3(g) ที่อุณหภูมิ 400oC
ที่ภาวะสมึϸ�ลพบว่ามี N2 0.6mol/dm3 , H2 0.4 mol/dm3
และ NH3 0.14mol/dm3 จงคำานวณหาค่าคงที่สมึϸ�ล
K = [NH3]2/[H2]3[N2]
= (0.14)2/(0.6)(0.4)3
= 0.51

กำรเปลี่ยนภำวะสมึϸ�ล
ที่ภาวะสมึϸ�ลของปฏิกิริยาใดๆสมบัติต่างๆเช่น ความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ที่เกิด
ขึ้นและความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่เหลือจะมีค่าคงที่ ถ้ามีการเปลี่ยนแปลง
ปัจจัยบางอย่างขึ้น เช่น การเปลี่ยนความเข้มข้น อุณหภูมิ หรือความดัน อัตรา
การเกิดปฏิกิริยาจะเปลี่ยนแปลงไป โดยการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจะมีผลต่อ
ภาวะสมึϸ�ล
ปัจจัยที่มีผลต่อภาวะสมึϸ�ลได้แก่
1.การเปลี่ยนความเข้มข้น
2.การเปลี่ยนความดัน
3.การเปลี่ยนอุณหภูมิ

กำรเปลี่ยนควำมเข้มข้นของสำรกับภำวะสมึϸ�ล
Ex 14. ปฏิกิริยาระหว่าง Fe(NO3)3 กับ NH4 SCN
Fe3+(aq) + SCN-(aq)= [FeSCN]2+(aq)
นำ้าตาล ไม่มีสี สีแดงเลือดนก
ทำาการทดลองโดยแบ่งสารละลายออกเป็น 4 ส่วนดังนี้
1.เก็บไว้เปรียบเทียบ (blank)
2.เติม Fe(NO3)3 ลงไป ปรากฏว่าสีแดงเพิ่มขึ้น
3.เติม NH4 SCN ลงไปปรากฏว่าสีแดงเพิ่มขึ้น(มากกว่าส่วนที่ 1 แต่น้อยกว่าส่วนที่
2)
4.เติม Na2HPO4 ลงไป ปรากฏว่าสีแดงจางลงและมีตะกอนสีขาวเกิดขึ้น
จากการทดลองอธิบายได้ดังนี้
2.การเติม Fe(NO3)3 ลงไปเท่ากับเป็นการเพิ่ม Fe3+ซึ่งจะทำาปฏิกิริยากับ SCN- ที่
เหลืออยู่เกิดเป็น [FeSCN]2+ทำาให้สแดงเข้มขึ้น และ Fe3+ ที่เติมลงไปถูกใช้ไม่
ี
หมด
3.การเติม NH4 SCN เท่ากับเป็นการเพิ่ม SCN-ซึ่งจะทำาปฏิกิริยากับ Fe3+ ที่เหลือ
อยู่เกิดเป็น [FeSCN]2+ ทำาให้สแดงเข้มขึ้นแต่สีจะน้อยกว่าส่วนที่ 2 เนื่องจาก
ี
SCN-ไม่มีสี
4.การเติม Na2HPO4 ลงไปเท่ากับเป็นการเพิ่ม HPO42- ที่จะไปดึง Fe3+เกิดเป็น
ตะกอนขาวของ FePO4 ทำาให้สแดงของสารลายจางลงกว่าเดิม
ี
Fe3+(aq) + 2 HPO42-(aq) =FePO4(s) + H2 PO4-(s)
จากตัวอย่างสรุปได้ว่า การเพิ่มหรือลดความเข้มข้นของสารจะมีผลทำาให้ภาวะ
สมึϸ�ลเปลี่ยนไปซึ่งที่สมึϸ�ลใหม่สมบัติของระบบจะแตกต่างไปจากสมึϸ�ลเดิม
กำรเปลี่ยนควำมดันของสำรกับภำวะสมึϸ�ล

Ex 15. ปฏิกิริยาการเตรียมก๊าซ NO2 ดังสมการ
Cu(s) + 4HNO3(aq)— Cu(NO3)2(aq) +2NO2(g) + 2H2O(l)
2NO2(g) =N2O4(g)
สีนำ้าตาลแดง ไม่มีสี

จากปฏิกิริยาถ้าเพิ่มความดันจะพบว่าสีของก๊าซในกระบอกฉีดยาเข้มขึ้นและ
ค่อยๆจางลงจนคงที่แต่ถ้าลดความดันจะพบว่าสีของสารละลายในกระบอกฉีดยา
จะจางลงและเข้มขึนจนคงที่จากตัวอย่างสรุปได้ว่าการเพิ่มหรือ
้
ลดความดันของก๊าซจะมีผลทำาให้ภาวะสมึϸ�ลเปลี่ยนไปท่าสมึϸ�ลใหม่ สมบัติของ
ระบบจะแตกต่างไปจากสมึϸ�ลเดิม
กำรเปลี่ยนอุณหภูมิกับภำวะสมึϸ�ล
Ex 16 จากปฏิกิริยา 2NO2(g) =N2O4(g) +DH
สีนำ้าตาลแดง ไม่มีสี
จากปฏิกิริยา ถ้าเพิ่มอุณหภูมิโดยการให้ความร้อน จะพบว่าสีของก๊าซใน
กระบอกฉีดยาเข้มขึ้นแล้วคงที่ แต่ถ้าลดอุณหภูมิจะพบว่าสีของก๊าซในกระบอก
ฉีดยาจางลงแล้วคงที่
จึงสรุปได้ว่าการเพิ่มหรือลดอุณหภูมิของสาร จะมีผลทำาให้ภาวะสมึϸ�ลของระบบ
เปลี่ยนไป และทีสมึϸ�ลใหม่สมบัติของระบบจะแตกต่างไปจากสมึϸ�ลเดิม

ปี ค.ศ. 1884 เลอ ชาเตอลิเอ นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสได้ศึกษาค้นคว้าเกี่ยว
กับการ
เปลี่ยนแปลงภาวะสมึϸ�ลของปฏิกิริยาต่างๆและได้ข้อสรุปว่า ‘เมือระบบที่อยู่ใน
่
ภำวะสมึϸ�ล
ถูกรบกวนโดยกำรเปลี่ยนแปลงปัจจัยที่มีผลต่อภำวะสมึϸ�ลของระบบ
ระบบจะเกิดกำรเปลี่ยนแปลงไปในทิศทำงที่จะลดผลของกำรรบกวนนั้น
เพื่อให้ระบบเข้ำสู่ภำวะสมึϸ�ลใหม่อีกครั้ง’

กรณีที่ควำมเข้มข้นเปลี่ยน
Ex 17 A + B= C + D
1.ถ้าเพิ่มความเข้มข้นของสาร A ระบบจะปรับตัวโดยการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้า
ผลที่ได้คือ
สาร C และ D มากขึ้น สาร B ลดลง
2.ถ้าลดความเข้มข้นของสาร A ระบบจะปรับตัวโดยการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับผล
ที่ได้คือ
สาร B เพิ่มขึ้น สาร C และ D ลดลง
หมายเหตุ กรณีการเพิ่มหรือลดสารผลิตภัณฑ์ก็ให้ใช้หลักในการพิจารณาเช่น
เดียวกับสารตั้งต้น
กรณีที่ความดันเปลี่ยน
Ex 18 3A + B= C + 4D
1.ถ้าเพิ่มความดัน ระบบจะเกิดการปรับตัวในทิศทางที่จะลดความดันโดยการเกิด
ปฏิกิริยาย้อน
กลับ ผลที่เกิดขึ้นคือ สาร A และ B มากขึ้น สาร C และ D จะลดลง
2.ถ้าลดความดันระบบจะเกิดการปรับตัวในทิศทางเพิ่มความดันโดยการเกิด

ปฏิกิริยาไปข้างหน้าผลที่เกิดขึ้นคือสาร C และ D
มากขึ้น สาร A และ B ลดลง
หมายเหตุ การเพิ่มหรือลดความดันจะไม่มีผลต่อภาวะสมึϸ�ลของปฏิกิริยาถ้า
จำานวนโมลของสารที่เป็นก๊าซทั้งสองข้างเท่ากัน
กรณีที่อุณหภูมิเปลี่ยนแปลง
Ex 19 X + Y =Z + D+H
1.ถ้าเพิ่มอุณหภูมิ ระบบจะปรับตัวในทิศทางลดอุณหภูมิโดยเกิดปฏิกิริยาย้อน
กลับ ผลที่เกิดขึ้นคือสาร X และ Y มากขึ้น สาร Z ลดลง และค่าคงท่าสมึϸ�ล(K)
ลดลงด้วย
2.ถ้าลดอุณหภูมิ ระบบจะปรับตัวในทิศทางเพิ่มอุณหภูมิโดยเกิดปฏิกิริยาไปข้าง
หน้า ผลที่เกิดขึ้นคือสาร X และ Y ลดลง สาร Z เพิ่มขึ้นและค่าคงท่าสมึϸ�ล(K)
เพิ่มขึ้นด้วย
Ex 20 A + B + D+H=C + D
1.ถ้าเพิ่มอุณหภูมิ ระบบจะปรับตัวในทิศทางลดอุณหภูมิโดยเกิดปฏิกิริยาไปข้าง
หน้า ผลที่เกิดขึ้นคือสาร A และ B ลดลง สาร C และ D เพิ่มขึ้น และค่าคงท่า
สมึϸ�ล(K) เพิ่มขึ้นด้วย
2.ถ้าลดอุณหภูมิ ระบบจะปรับตัวในทิศทางเพิ่มอุณหภูมิโดยเกิดปฏิกิริยาย้อน
กลับผลที่เกิดขึ้นคือสาร A และ B เพิ่มขึ้น สาร C และ D ลดลงและค่าคงท่า
สมึϸ�ล(K)ลดลงด้วย กรณีตัวเร่งปฏิกิริยากับภาวะสมึϸ�ล
การใส่ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นการทำาให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นเร็วขึ้นโดยไม่มีผลต่อภาวะ
สมึϸ�ลแต่อย่างใด เพียงแต่ระบบเข้าสู่ภาวะสมึϸ�ลเร็วเท่านั้น

เอกสำรอ้ำงอิง
http://elearning.spu.ac.th/content/chm100/chm/100
_11.html

�ݺ�ߣ

สมึϸ�ลเคมี

Recommended

More Related Content

What's hot (14)

Viewers also liked (7)

Similar to สมึϸ�ลเคมี (20)

สมึϸ�ลเคมี