View
4
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
สมดลเคมChemical EquilibriumChemical Equilibrium
สาขาวชาเคม คณะศลปศาสตรและวทยาศาสตร คณะศลปศาสตรและวทยาศาสตร
ม.เกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน
เนอหา
ไปลกษณะทวไปของสภาวะสมดลคาคงทสมดล (K)คาคงทสมดล (K)ขอสรปเกยวกบคา Kหลกของเลอชาเตอลเยร
2Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
สภาวะสมดล (Equilibrium State)N2O4(g) 2NO2(g)2 4 2
ไมมส สนาตาล
เมอระบบอยทสมดลและมการเปลยนแปลงสภาวะของเมอระบบอยทสมดลและมการเปลยนแปลงสภาวะของระบบ อาจเกดปฏกรยาเดนหนาหรอยอนกลบได• เปลยนอณหภม• เปลยนอณหภม• เพมหรอลดความดน• เพมความเขมขนของสารแตละตว
3Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
• เพมความเขมขนของสารแตละตว
ปฏกรยาผนกลบได (Reversible Reaction)
ปฏกรยาผนกลบไดคอปฏกรยาทสารผลตภณฑสามารถเกดปฏกรยาผนกลบไดคอปฏกรยาทสารผลตภณฑสามารถเกดปฏกรยายอนกลบและไดสารตงตนกลบคนมา
สารตงตน (reactant) ผลตภณฑ (product)N O ( ) 2NO ( ) N2O4(g) 2NO2(g)
กระบวนการเดนหนากระบวนการเดนหนา (forward reaction)( )N2O4(g) 2NO2(g)
กระบวนการยอนกลบกระบวนการยอนกลบ (backward reaction)2NO2(g) N2O4(g)
4
2 g 2 4 gChemistry : KU‐KPS
www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
N2O4(g) 2NO2(g)2 4 2
การเปลยนแปลงความเขมขนของ NO2 และ N2O42 2 4
(A) เมอ N2O4 เปนสารตงตน (B) เมอ NO2 เปนสารตงตน
5
2 4 2
Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
6Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
สมดลเคม (Chemical Equilibrium)เมออตราการเกดปฏกรยาเดนหนาและยอนกลบ
( ) ใเทากน (rf = rb) ระบบจะอยในสมดลkf
k [A] k [B]
kf
kb
=
A B
• rf = อตราการเกดปฏกรยาไปขางหนาrf = kf[A] rb= kb[B]=
f ฏ• rb = อตราการเกดปฏกรยายอนกลบทสมดล ความเขมขนของสารทกตวในปฏกรยาจะ
คงท7
คงทChemistry : KU‐KPS
www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
ลกษณะทวไปของสมดลเคมเมอระบบเขาสสมดล ระบบไมไดหยดนง ยงคงมการ
เปลยนแปลงตลอด แตสมบตตาง ๆ ของระบบจะคงทเชนความเขมขนของสาร ความหนาแนน ความดน สมดลความเขมขนของสาร ความหนาแนน ความดน สมดลลกษณะนเรยกวา สมดลพลวต (dynamic equilibrium)
8Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
คาคงทสมดล (Equilibrium Constant)สาหรบปฏกรยาทเกดขนในขนตอนเดยว (single-step reaction)
kaA + bB cC + dD
ทภาวะสมดลจะได
kf
kb
ผลคณความเขมขนผลคณความเขมขน(reaction quotient, Q)(reaction quotient, Q)
d
ภ ว สม ลจ ไdc
bba
f DCkBAk ][][][][ =
DC
BA
DC
dc
ba
dc
=
][][
][][
][][Q
ba
deq
ceq
b
f
BA
DC
k
k
][][
][][ K ==
Products
R t tK
BA
DCbeq
aeq
deq
ceq
eq ==][][
][][Q
K เปนคาคงทสมดล (ขนกบอณหภม)eqeqb BAk ][][ Reactants
K เปนคาคงทสมดล (ขนกบอณหภม)• K มาก มผลตภณฑมาก (kf >> kb)
)9
• K นอย มสารตงตนมาก (kf << kb)Chemistry : KU‐KPS
www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
ผลคณความเขมขน (Reaction Quotient)Reaction Quotient (Q) คอ ผลคณความเขมขน หรอ ผลคณไอออนสาหรบปฏกรยาใด ๆ aA + bB cC + dD
dc )()( DCba
dc
)()(
)()(
BaAa
DaCaQ =ผลคณความเขมขน =
• a(X) คอกมมนตภาพ (activity) ของสาร X• คากมมนตภาพอาจประมาณไดดงน• คากมมนตภาพอาจประมาณไดดงน
สารละลาย a(A) ≈ [A]
แกส a(B) ≈ P
dc ][][ DCQ ≈แกส a(B) ≈ PB
ของแขง ของเหลวบรสทธ a(C) ≈ 1ba ][][
BA
Q ≈
10Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
คาคงทสมดล (Equilibrium Constant; K)ความสมพนธระหวางปรมาณสารตงตนและสารผลตภณฑทสมดล
N2O4(g) 2NO2(g) ท 25 °CInitial Conc. Equilibrium Conc. Equi. Const.
[N2O4] [NO2] [N2O4] [NO2] [NO2]2/[N2O4]2 4 2 2 4 2 2 2 4
0.0400 0.0000 0.0337 0.0125 4.64x10-3
0 0000 0 0800 0 0337 0 0125 4 64 10-30.0000 0.0800 0.0337 0.0125 4.64x10 3
0.0600 0.0000 0.0522 0.0156 4.64x10-3
0.0000 0.0600 0.0246 0.0107 4.64x10-3
0.0200 0.0600 0.0429 0.0141 4.64x10-3
11
0.0200 0.0600 0.0429 0.0141 4.64x10Chemistry : KU‐KPS
www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
ปฏกรยาทเกดในหลายขนตอนปฏกรยา 2A + B C + D• step 1: 2A A2
22
1 ][
][
A
AK =
• step 2: A2 + B C + D 2][A
][D][C
• คา K ของปฏกรยารวม]][[
][D][
22 BA
CK =
ฏ
][][
][D][
]][[
][D][
][
][
22
22
21 BA
C
BA
C
A
AKKK ===
คา K ของปฏกรยาไมวาจะเกดในขนตอนเดยวหรอ หลายขนตอนจะมคาเทากน
12
ขนตอนจะมคาเทากนChemistry : KU‐KPS
www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
ตวอยาง สมการคาคงทสมดลPCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)
][
][][
5
23
PCl
ClPClK =
H2(g) + I2(g) 2Hl(g)][ 2HI
][][
][
22 IH
HIK =
2H2O2 (g) 2H2O(g) + O2(g) 2 ][][ OOH
222
22
][
][][
OH
OOHK =
13Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
แบบฝกหด (1)จงเขยนสมการคา K• CO(g)+ ½ O2(g) CO2(g)
• FeO(s)+ CO(g) Fe(s) + CO2(g)2
• CH ( ) 2H S( ) CS ( ) 4H ( )• CH4(g)+ 2H2S(g) CS2(g) + 4H2(g)
• 2NO (g)+ Cl2(g) 2NOCl(g)
14Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
การคานวณหาความเขมขนทสมดล1. เขยนสมการเคมและดลสมการ
2. หาความเขมขนของสารแตละตวความเขมขนเรมตน ([A]0, [B]0, [P]0)ความเขมขนทเปลยนแปลงไป (x)ความเขมขนทสมดล ([A]0–x, [P]0+x)ความเขมขนทสมดล ([A]0 x, [P]0+x)
3. แทนคาความเขมขนทสมดลของสารแตละตว(เปนฟงกชนของ x) ในสมการคาคงทสมดลของ x) ในสมการคาคงทสมดล
4. แกสมการคาคงทสมดลเพอหาคาความเขมขนทเปลยนไป (x)5. หาความเขมขนทสมดลโดยแทนคา x ทคานวณไดจากขอ 4
15Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
ตวอยางการหาความเขมขนทสมดล
H2(g) + I2(g) 2Hl(g)H2(g) + I2(g) 2Hl(g)
• Initial 1 0 0 5 0 0• Initial 1.0 0.5 0.0• Changes –x –x +2x• Equilibrium1.0 –x 0.5–x 2x
]50][01[
]2[
][][
][ 22
xx
x
IH
HIK
−−==
]5.0][0.1[][][ 22 xxIH
16Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
ตวอยางแกสไฮโดรเจน 2 mol ทาปฏกรยากบแกสไอโอดน 2 mol ใหแกสไ โ ไ โ ไ โ ใ 4 ° ไฮโดรเจนไอโอไดดโดยทดลองในภาชนะ 1 L ทอณหภม 450 °C เมอถงสมดลจะมแกสแตละชนดเทาใด เมอคา K = 50
H2(g) + I2(g) 2HI(g)
Initial 2 M 2 M 0 MInitial 2 M 2 M 0 MChange -x M -x M +2x MEquilibrium 2–x M 2–x M 2x M
( )( )xHI
K =⇒= )2(50
][ 22
( )( )xxIHK
−−⇒
2250
]][[ 22
x= )2(50
17
( )x−=
2
)(50
Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
1.72.142 −= xx
ไ L-1mol6.1=x
ทสมดล จะได1
2 Lmol4.00.2][ −=−= xH1
2
2
Lmol4.00.2][
Lmol4.00.2][−=−= xI
xH
1Lmol2.32][ −== xHI
18Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
สมดลของปฏกรยาววธพนธพจารณาปฏกรยาทประกอบดวยสารมากกวาหนงวฏภาค
Pb2+(aq) + Zn(s) Pb(s) + Zn2+(aq) ](s)][[ 2+ZnPb
K
• คาความเขมขนของของแขง (s) และของเหลวบรสทธ (l) มคาคงท]][(s)[
]( )][[
2+=PbZn
K
• คาความเขมขนของของแขง (s) และของเหลวบรสทธ (l) มคาคงท
][
][
(s)][
(s)][2
2
+
+
==Pb
Zn
Pb
ZnKKC
• คา Kc คอคาคงทสมดลเมอพจารณาเฉพาะความเขมขน ของสารละลาย
][( )][
สารละลาย
*อาจพจารณาวา ความเขมขนของ ของแขงหรอของเหลวบรสทธ 119
*อาจพจารณาวา ความเขมขนของ ของแขงหรอของเหลวบรสทธ = 1Chemistry : KU‐KPS
www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g)
])][([
]e(s)][[ 2
COsFeO
COFK =
• คาความเขมขนของของแขง (s) และของเหลวบรสทธ (l) มคาคงท*
][
][
][
][ 2
CO
CO
Fe(s)
FeO(s)KKC ==
20Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
สมดลของปฏกรยาเกยวของกบแกสN2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)2 g 2 g 3 g
3
23
]][[
][
HN
NHKC =
• ในกรณของแกส อาจใชความดนแทนความเขมขนได โดย22 ]][[ HN
ในกรณของแกส อาจใชความดนแทนความเขมขนได โดยคาคงททไดจะเรยกวา KP 2P
3
22
3
HN
NHP PP
PK =
22 HN
21Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
ความสมพนธระหวาง KC และ KPความเขมขน(M) คอปรมาณสาร(โมล)ตอปรมาตร(ลตร)
C
⎞⎛กฎของแกส RTV
nPnRTPV ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛=→=
n⎟⎞
⎜⎛t
mol atm·L mol-1 K-1
RTV
nP ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛=atm
L
K
][ RTARTV
nP A
A =⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
M
][ RTBP
V
B
A
=⎠⎝
22
M
Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
aA + bB cC + dD( ) ( )( ) ( )
( ) )(
][][
][][
][][
][][ gn
ba
dc
bbaa
ddcc
ba
dD
cC
p RTBA
DC
A
RTDRTC
PP
PPK Δ⋅
=⋅
=⋅
=
( ) )( gnCP RTKK Δ=
( ) ( )( )
][][][][ babbaabB
aA
p BARTBRTAPP ⋅⋅⋅
( )CP RTKK
)()()( badcgn +−+=Δ
Δn(g) คอ ผลตางจานวมโมลของแกส• เมอ Δn 0 KK =• เมอ Δn(g) = 0
• Δ ≠ 0 ( ) )( gnRTKK Δ=
CP KK =
• เมอ Δn(g) ≠ 0 ( )CP RTKK =
( ) )( gnPC RTKK Δ−=
23Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
ตวอยางจงหาคาคงทสมดลของปฏกรยา2 NO2(g) N2O4(g) ท 25 °C ทภาวะสมดล P = 0 150 atm P = 0 160 atm ทภาวะสมดล PNO2
= 0.150 atm PN2O4= 0.160 atm
1117atm1117atm 160.0 142 ==== −ONP
K( )
111.7atm 111.7atm 150.0 22
2
====NO
P PK
K K (RT) -Δn 7 111 (RT) -ΔnKc = Kp(RT) Δn = 7.111 (RT) Δn
Δn = 1-2 = -1Kc = 7.111 atm-1 (0.082 L atm mol-1 K-1 x 298.15 K) –(-1)
173 8524
= 173.85Chemistry : KU‐KPS
www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
แบบฝกหดจงหาคาคงทสมดล KC ของปฏกรยา2 SO2(g)+O2(g) 2 SO3(g) เมอ KP=2.5x1024
( ) )( gnΔ( ) )( gnPC RTKK Δ−=
132)( −=−=Δ gn
( ) 25)1(24 1019629808201052
1)12(2)( −=+−=Δ−−K
gn
( ) 25)(24 1019.6298082.0105.2 ×=××=CK
25Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
ขอสรปเกยวกบคาคงทสมดล1. การระบคาคงทสมดล ตองระบสมการเคมและอณหภม
(ถาใชสมประสทธตางกนคา K จะตางกน)H (g) + I (g) 2HI(g)H2(g) + I2(g) 2HI(g)
][ 2HIK =
]][[ 22 IHK =
2. 2H2(g) + 2I2(g) 4HI(g )2
22
22
4
][][
][K
IH
HIK =='
26
22 ][][
Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
2. ถาเขยนสมการแสดงปฏกรยายอนกลบ คาคงทสมดลป จะเปนสวนกลบของคาคงทสมดลเดม
2NO(g) + O (g) 2NO (g)2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)]O[ 2
2NK =
2NO (g) 2NO(g) + O (g)][O][ 2
2 ONK
2NO2(g) 2NO(g) + O2(g)ON
K1][O][ 2
2
'KN
K]O[ 2
2
2 ==
27Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
3. สาหรบปฏกรยาทประกอบดวยหลายขนตอนยอยK รวมของปฏกรยา = ผลคณคา K ของปฏกรยายอย
K = K ·K ·KK = K1 K2 K3…
4. ความเขมขนของ ของเหลวและของแขงบรสทธ มคาคงท ใหยายขางไปรวมกบคา K ไดเปน Kc
5 ใ ใ5. สามารถใชความดนแทนความเขมขนของแกสในการหาคา K (ซงจะเปน KP)( P)
28Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
หลกของเลอชาเตอลเยร (Le Chatelier’s Principle)
เมอระบบทอยในสภาวะสมดลถกรบกวนทาใหสมดล ของระบบเสยไป ระบบจะปรบตวไปในทศทางทจะทาใ ป ใหผลกระทบจากปจจยทรบกวนระบบนนลดลงหรอเหลอนอยทสดแลวระบบจะเขาสสมดลใหมอกครง การเขาสสมดลของระบบจะเรมจากทศใดกได
29Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
ปจจยทมผลตอสมดลความเขมขนความเขมขน:: การเพมหรอลดความเขมขนของสารในปฏกรยา
ใ ไป ป ป ใ จะทาใหสมดลเคม เสยไป (Q≠K) ปฏกรยาจะปรบตวเพอใหคาผลคณความเขมขน (Q) เทากบคาคงทสมดล (K) อกครง (ไมมผลตอ K)ความดนความดน:: การเพมหรอลดความดนจะสงผลตอปรมาตรของสารปฏกรยาจะปรบตวไปในทศทางททาใหเกดการเพมปรมาตรหรอลดปฏกรยาจะปรบตวไปในทศทางททาใหเกดการเพมปรมาตรหรอลดปรมาตรเพอหกลางกบคาความดนทเปลยนแปลงไป (ไมมผลตอ K)
อณหภมอณหภม:: ทาใหคา K เปลยน ปฏกรยาจะปรบตวเพอใหคาผลคณความเขมขน (Q) เทากบ คาคงทสมดล (K) คาใหม
30Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
การปรบตวของสมดลผลคณความเขมขนทสมดล (Qeq) = K eq
เมอสมดลถกรบกวน Q ≠ K ซงอาจเกดจาก ป • ความเขมขน ความดน → Q เปลยน
• อณหภม → K เปลยนป ใ โ ป ใ ระบบจะปรบตวเขาสสมดลใหม โดยปรบคา Q ใหเทากบ
คา K• สมดลเลอนไปขางหนาเพม Q • สมดลยอนกลบ ลด Q
Qนอย Qมากสมดลยอนกลบ ลด Q K
31Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
อทธพลของความเขมขนตอสมดลN2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)2 g 2 g 3 g
ทสมดล KHN
NH=
3
23
]][[
][
• เมอเตม N2(g) หรอ H2(g) จะรบกวนสมดลทาใหHN 22 ]][[
2 g 2 g
KHN
NH<
3
23
]][[
][N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
• เมอเตม NH3(g) จะรบกวนสมดลโดยทาให
HN 22 ]][[ ลดสารตงตน เพมผลตภณฑ
KHN
NH =3
23
]][[
][3(g)
KHN
NH>
322
23
]][[
][ N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
ดงนน เพมสารตงตน ลดผลตภณฑ
HN 322 ]][[
32
22 ]][[ ดงนน เพมสารตงตน ลดผลตภณฑ
Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
ตวอยาง ผลของความเขมขนN2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)• KC=2.25 • ส [NH ] 1 5 [N ] 1 0 [H ] 1 0• ทสมดล [NH3]=1.5 [N2]=1.0 [H2]=1.0
KNH
=== 2525.1][ 22
3
• [H ] ป 1 3
CKHN
==⋅
= 25.211]][[ 33
22
• เพม [H2] เปน 1.3[NH3]=1.5 [N2]=1.0 [H2]=1.33 2 2
สมดลเดนหนา (ลด H )CK
HN
NH<== 02.1
311
5.1
]][[
][3
2
3
23
33Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
(ลด H2)HN ⋅ 3.11]][[ 22
อทธพลของความดนตอสมดลความดนจะมผลโดยตรงตอปรมาตรของสาร (แกส)ถาจานวนโมลของแกสของสารตงตนและผลตภณฑใน สมการเคมเทากน (Δ 0) ความดนไมมผลตอสมดลสมการเคมเทากน (Δng= 0) ความดนไมมผลตอสมดล• N2(g) + O2(g) 2NO(g)
Δ 02 2• H2(g) + I2(g) 2HI(g) โ ไ
Δng = 0
ถาจานวนโมลของแกสของสารตงตนและผลตภณฑไม เทากน (Δn ≠ 0) ความดนจะมผลตอสมดลเทากน (Δng≠ 0) ความดนจะมผลตอสมดล• 2N2O(g) 2N2(g) + O2(g) Δng = 3-2 = 1
34Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
อทธพลของความดนตอสมดลเมอ Δng>0 g
2N2O(g) 2N2(g) + O2(g) 2 g 2 g 2 gทสมดล
PON K
P
PP=
2
2
22 เมอ Δng>0
• เพมความดน หรอ ลดปรมาตรภาชนะONP
2
2N2O(g) 2N2(g) + O2(g) PON
KP
PP>
2
2
22
• ลดความดน หรอ เพมปรมาตรภาชนะจานวนโมลของแกสลดลงONP
2
PON K
P
PP=
2
2
22
จานวนโมลของแกสเพมขน2N2O(g) 2N2(g) + O2(g)
PON
KP
PP<
2
2
22
ONP2
35
จานวนโมลของแกสเพมขนONP2
Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
ตวอยาง ผลของความดน2N2O(g) 2N2(g) + O2(g)• Kp=2.25 • ส P 1 5 P 1 0 P 1 0• ทสมดล PN2
=1.5 PO2=1.0 PN2O=1.0
ON KPP
==⋅
= 25215.1 22
22
ป ( ’ ’ )
pON
KP
=== 25.2122
2
• ลดปรมาตรลง 1 เทา (V’=1/2 V→P’=2P)P’N2
=3.0 P’O2=2.0 P’N2O=2.0N2 O2 N2O
pON K
P
PP>=
⋅= 50.4
2
232
2
2'
'2'
22สมดลยอนกลบ (ไปทางแกสนอย)
36Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
ONP 22
(ไปทางแกสนอย)
อทธพลของอณหภมตอสมดลเคมคาคงทสมดลขนกบอตราสวนระหวาง kf และ kbคา k เปลยนแปลงขนกบ T ตามสมการของ Arrhenius
RTE /fk RTEaeAk /−⋅=b
f
k
kK =
( )RTEaf AeAk /− ⎞⎛⋅
Eab
( ) RTEE
b
f
RTEb
f
b
f abaf
abe
A
A
eA
eA
k
k /
/
+−− ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
⋅
⋅=
A ⎞⎛Eaf
Eab
En
erg
y
products
RTH
b
f eA
AK /Δ−
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛= abaf EEH −=Δ
R C di t
E
reactants
b ⎠⎝ถา ΔH เปนบวก เมอ T เพม K จะเพมขนถา ΔH เปนลบ เมอ T เพม K จะลดลง
37
Rxn Coordinate ถา ΔH เปนลบ เมอ T เพม K จะลดลง
Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
Endothermic Reactionกระบวนการดดความรอน
+=ΔHRTHf e
A
AK /Δ−
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
เพมอณหภมเพมอณหภม (T)(T)bA ⎠⎝
• คา เพมขน
RTHe /Δ−
Eaf
Eab
• คา K เพมขนเพมอณหภม เกดผลตภณฑมากขน
af
En
erg
y
products(+)ΔH เพมอณหภม เกดผลตภณฑมากขน
ลดอณหภม เกดสารตงตนมากขน
E
reactants
(+)ΔH
38Rxn Coordinate
Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
Exothermic Reactionกระบวนการคายความรอน
−=ΔHRTHf e
A
AK /Δ−
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
เพมอณหภมเพมอณหภม (T)(T)bA ⎠⎝
• คา ลดลงRTHe /Δ−
Eab
Eaf
• คา K ลดลงเพมอณหภม เกดสารตงตนมากขนE
ner
gy
reactants
ab
( )ΔH เพมอณหภม เกดสารตงตนมากขนลดอณหภม เกดผลตภณฑมากขน
E
products
(–)ΔH
39Rxn Coordinate
Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
สรป การรบกวนสมดลความเขมขน (Q เปลยน)• เพมความเขมขนฝงไหน ไปอกฝง • ลดความเขมขนฝงไหน ไปฝงนนลดความเขมขนฝงไหน ไปฝงนนความดน (Q เปลยน)
ไ • เพมความดน ไปฝงแกสนอย• เพมปรมาตร ไปฝงแกสเยอะอณหภม (K เปลยน)
ΔH เปน เพมอณหภม เดนหนา• ΔH เปน + เพมอณหภม เดนหนา• ΔH เปน – เพมอณหภม ยอนกลบ
40Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
ตวเรงปฏกรยาและสมดลเคมตวเรงปฏกรยา (catalyst) ทาใหปฏกรยาถงจดสมดลเรวขน
ป • เพมอตราเรวของปฏกรยาเดนหนา• เพมอตราเรวของปฏกรยายอนหลงฏ• คาคงทสมดลไมเปลยนแปลง ป ไ ไ ป ปตวเรงปฏกรยาไมไดเปลยนแปลงสมดล
44Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
พลงงานอสระกบสและคาคงทสมดลเมอระบบอยในสภาวะสมดล คาการเปลยนแปลงพลงงาน ป (ΔG) 0กบสของปฏกรยา (ΔG) = 0
QRTGG ln+Δ=Δ o
• ΔG° คอ การเปลยนแปลงพลงงานกบสมาตรฐานของปฏกรยา QRTGG ln+ΔΔ
• Q คอ ผลคณความเขมขน
ปฏกรยา aA + bB cC + dDปฏกรยา aA + bB cC + dD
[ ] [ ])()()()( BGbAGaDGdCGcG ffffooooo Δ+Δ−Δ+Δ=Δ
• คอพลงงานกบสของการเกดสารแตละตว หาไดจากตารางเทอรโมไดนามกส
[ ] [ ])()()()( BGbAGaDGdCGcG ffff Δ+ΔΔ+ΔΔofGΔ
45
หาไดจากตารางเทอรโมไดนามกสChemistry : KU‐KPS
www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
การหาคาคงทสมดลจาก ΔG° ปฏกรยา aA + bB cC + dD
ba
dc
BA
DCRTGG
][][
][][ln+Δ=Δ o
ทสมดลจะได ΔG = 0
ba BA ][][
ทสมดลจะได ΔG = 0b
deq
ceq DC
RTG][][
ln−=Δ o
beq
aeq BA ][][
KRTG ln−=Δ o
RT
G
eK
oΔ−
=46
eK =Chemistry : KU‐KPS
www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
ตวอยางจงคานวณหาคาคงท ΔG°ของปฏกรยาฏSO2(g) + ½ O2(g) SO3(g) ท 298 K
Species ΔH°f
(kJ/mol K)ΔG°
f(kJ/mol K)
S° (J/mol K)
O2(g) 0 0 205(g)
SO2(g) -296.8 -300.2 248.1
SO3(g) -396 -371 256.66
• ΔG°=ΔGf° (SO3)-ΔGf° (SO2)- ½ ΔGf° (O2)= 371 0 + 300 2 + ½ (0)=-371.0 + 300.2 + ½ (0)= -70.80 kJ/K
47Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
ตวอยางจงคานวณหาคาคงทสมดลของปฏกรยา ฏSO2(g) + ½ O2(g) SO3(g) ท 298 K (ΔG° = -70.80 kJ)
mol J 1080.70 -13×−o
12
K 298 K mol J 314.8 1-1-== ×−−Δ
eeK RTGo
121057.2 ×=
คา K มคามาก แสดงวาทสมดล สารตงตนเปลยนเปนสารผลตภณฑเกอบหมด
4848Chemistry : KU‐KPS www.chemistry.flas.kps.ku.ac.th
Recommended