403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี ch...
TRANSCRIPT
![Page 1: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/1.jpg)
403117‐2551
จลนพลศาสตรเคมจลนพลศาสตรเคมCh i l Ki tiChemical Kinetics
สาขาวชาเคมสาขาวชาเคม
คณะศลปศาสตรและวทยาศาสตร
1มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน
![Page 2: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/2.jpg)
เนอหา
อตราการเกดปฏกรยา ปจจยทมผลตออตราการเกดปฏกรยา กฎอตราดฟเฟอเรนเชยล (Differential Rate Law)กฎอตราดฟเฟอเรนเชยล (Differential Rate Law) กฎอตราอนทเกรต (Integral Rate Law) ทฤษฎของจลนพลศาสตรเคม ทฤษฎของจลนพลศาสตรเคม กลไกของปฏกรยา
2
![Page 3: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/3.jpg)
จลนพลศาสตรเคม เปนการศกษา อตราการเกดปฏกรยา (reaction rate)และ กลไก (mechanism) ของปฏกรยาเคมและ กลไก (mechanism) ของปฏกรยาเคม
ศกษาปจจยตางๆ ทมผลตออตราการเกดปฏกรยา
ศกษาการเปลยนแปลงในระดบโมเลกลของสารทเกดขนระหวางทปฏกรยาเคมดาเนนไปฏ
3
![Page 4: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/4.jpg)
ประเภทของปฏกรยา ปฏกรยาเอกพนธ (Homogeneous) สารตงตนอยในวฏภาค (phase) เดยวกนฏ (p )
2NO(g) + Br2(g) 2NOBr(g)H O+( ) + OH-( ) 2H O (l)H3O (aq) + OH (aq) 2H2O (l)
ปฏกรยาววธพนธ (Heterogeneous) สารตงตนอยในวฏภาค (phase) ตางกน
Zn(s) + 2H+(aq) Zn2+(aq) +H2(g)(s) (aq) (aq) 2(g)C(s,graphite) + O2(g) CO2 (g)
4
![Page 5: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/5.jpg)
อตราการเกดปฏกรยา (Reaction Rate) อตราการเกดปฏกรยาเปนปรมาณทบอกใหทราบวาการเปลยนแปลงในปฏกรยาเคมเกดขนเรวเพยงใดการเปลยนแปลงในปฏกรยาเคมเกดขนเรวเพยงใด
ระบในเทอมของการเปลยนแปลงความเขมขนของสารตงตนและความเขมขนของสารตงตนและสารผลตภณฑทเกดขนตอหนวยเวลา
Product
ntra
tion
เวลา
อตราการเกดปฏกรยามหนวยป 1 1
ReactantConc
en
เปนความเขมขน/เวลา (mol L–1s–1,mol L–1min–1, etc.)
Time
5
![Page 6: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/6.jpg)
การเปลยนแปลงความเขมขน
A + B P ขณะทปฏกรยาดาเนนไป (t เพม) ขณะทปฏกรยาดาเนนไป (t เพม)
ความเขมขนของสารตงตน [A],[B] ลดลง 0 AAA
0
0
0
0
BBBAAA
ความเขมขนของสารผลตภณฑ [P] เพมขน 00 PPP
• [X]0 คอความเขมขนเรมตนของสาร X และ
• [X] คอความเขมขนทเวลาใด ๆ (t)
6
ๆ
![Page 7: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/7.jpg)
อตราการเปลยนแปลงความเขมขน อตราการเปลยนแปลงความเขมขนของสาร
สารตงตน: การเปลยนแปลง [A]เวลาทผานไป
)(0][][
tA
dtAd
ผลตภณฑ: การเปลยนแปลง [P]เวลาทผานไป
tdt
อตราการเปลยนแปลงความเขมขนของสารแตละชนดใน
)(
0][][
tP
dtPd
อตราการเปลยนแปลงความเขมขนของสารแตละชนดในปฏกรยาอาจไมเทากน
อตราการเกดปฏกรยา(rate of reaction; r) สามารถคานวณไดจาก
7
อตราการเกดปฏกรยา(rate of reaction; r) สามารถคานวณไดจากอตราการเปลยนแปลงความเขมขนของสาร(ตวใดกได)
![Page 8: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/8.jpg)
อตราการเกดปฏกรยา อตราการเปลยนแปลงความเขมขนของสารแตละตวม
ความสมพนธกนตามปฏกรยาเคม (ปรมาณสารสมพนธ)ความสมพนธกนตามปฏกรยาเคม (ปรมาณสารสมพนธ) อตราการเกดปฏกรยาสามารถหาไดจากอตราการ
ป ป ใ ใเปลยนแปลงของความเขมขนของสารตวใดตวหนงใน
ปฏกรยาเคม
2A + B 3C + 2DBdAdreactantd ][1][1][1
DdCdproductddtdtdtn
r
][1][1][1
][1
][2
][
r มคาเปนบวกเสมอ
8
dtdtdtn 23
![Page 9: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/9.jpg)
อตราการเปลยนแปลงความเขมขน
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)n Hd
cent
ratio
n
NH3
H
dtHd 2
Con
c H2
N2
Nd 2
dtNHd 3
Timet1 t2
dt
9
dtNHd
dtHd
dtNd
dtxd
nr ][
21][
31][][1 322
![Page 10: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/10.jpg)
ตวอยาง
จากปฏกรยา A B [A] ลดลงจาก 0.1 mol L-1 เปน
0.083 mol L-1 ในเวลา 10.6 นาท อตราการเกดปฏกรยาฏ
เฉลยในชวงนมคาเทาใด
ป ไ อตราการเกดปฏกรยาหาไดจาก
121
AAAr
1
i610Lmol100.0083.0
1
ttr
113 minLmol106.1 min6.10
10
![Page 11: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/11.jpg)
ตวอยาง
ปฏกรยาการเกดแอมโมเนย (Ammonia)
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)N2(g) 3H2(g) 2NH3(g)a) ถาความเขมขนของ NH3 เพมขนดวยอตราการเกด
1 1 ไปเทากบ 0.024 mol L-1s-1 จงหาอตราการหายไปของ H2
b) อตราการเกดปฏกรยาเทากบเทาใดฏ
11
![Page 12: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/12.jpg)
ความสมพนธระหวางอตราการเปลยนแปลงความ
เขมขนและอตราการเกดปฏกรยาฏ
31
21 23
dHd
dNHd
r
11 sLmol
331)024.0(
21
322
HddtHd
dtdt
11 sLmol )024.0(232
dtHd
• อตราการหายไปของ H2 = 0.036 mol L-1 s-1
12
![Page 13: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/13.jpg)
อตราการเกดปฏกรยา (r) สามารถหาไดจากอตรา
การเปลยนแปลงของสารตวใดกไดการเปลยนแปลงของสารตวใดกได
1 3NHd 21
Hdr
11 sLmol
)0240(121 3
dtNHd
r
11 sLmol036.031
3
dt
r
11 sLmol
sLmol
012.0
)024.0(2 11 sLmol012.0
3
13
![Page 14: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/14.jpg)
การหาอตราการเกดปฏกรยาNEXT
อตราการเกดปฏกรยาหาไดโดยการวดความเขมขนของสาร
ตงตนหรอผลตภณฑ ทเวลาตางๆๆ
เขยนกราฟระหวางเวลา (t) และความเขมขนของสาร [A]
อตราการเปลยนแปลงความเขมขนของสาร เทากบ อตราการเปลยนแปลงความเขมขนของสาร เทากบ
ความชนของกราฟ
ป ไ อตราการเกดปฏกรยาหาไดจากอตรา
การเปลยนแปลงความเขมขนของสาร
[A]slope = d[A]
dt
อตราการเปลยนแปลงความเขมขนของ
สาร (ความชนของกราฟ) มคาไมคงทเวลา (t)
14
เวลา (t)
![Page 15: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/15.jpg)
ปจจยทมผลตอการเกดปฏกรยาปจจยหลกๆ ทมผลตออตราการเกดปฏกรยา คอ
ธรรมชาตของสารตงตน ธรรมชาตของสารตงตน
ความเขมขนของสารตงตน(หรอความดนในกรณแกส)
อณหภม อณหภม ตวเรงปฏกรยา (Catalyst)
ขนาดของอนภาคในปฏกรยาววธพนธ
ธรรมชาตของตวทาละลาย
15
![Page 16: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/16.jpg)
ความเขมขนและอตราการเกดปฏกรยา ความเขมขนของสารตงตนสมพนธกบอตราการเกดปฏกรยา
เมอเวลาผานไปสารตงตนลดลง จะสงผลให r ลดลง
คา r ไมจาเปนตองขนกบสารตงตนทกตว
CH3I (aq) + OH–(aq) CH3OH(aq) + I–(aq)
[A]slope = d[A]
dt
[CH3I](M)
[OH–](M)
Initial Rate (M/s)
CH3I (aq) + OH (aq) CH3OH(aq) + I (aq)
( )
[A] dt 1.35 0.10 8.78 x 10-6
0.85 0.10 5.53 x 10-6
0.85 0.15 8.29 x 10-6
ความเขมขนของสารผลตภณฑไมมผลตออตราการเกดปฏกรยา
เวลา (t) 0.85 0.15 8.29 x 10
16
ยกเวนบางกรณ เชน reversible reaction หรอ autocatalysis
![Page 17: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/17.jpg)
กฎอตรา (Rate Law)
กฎอตรา คอ ความสมพนธทางคณตศาสตรทแสดงวา
อตราการเกดปฏกรยาแปรผนตามความเขมขนของสารอตราการเกดปฏกรยาแปรผนตามความเขมขนของสาร
ตงตนอยางไร
aA + bB + pP + qQรปทวไปของกฎอตรา yx BAkr
aA + bB + pP + qQ
k คอ คาคงทเฉพาะของอตราการเกดปฏกรยา (Rate
constant) ขนกบอณหภม และ ธรรมชาตของปฏกรยา• x = อนดบของปฏกรยาเทยบกบสาร A• y = อนดบของปฏกรยาเทยบกบสาร B• x+y = อนดบรวมของปฏกรยา
อนดบ อาจเปนเลข
จานวนเตมหรอเลข
เศษสวน
17
• x+y = อนดบรวมของปฏกรยา เศษสวน
![Page 18: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/18.jpg)
กฎอตราดฟเฟอเรนเชยล (Differential Rate Law)
ความสมพนธระหวางความเขมขนของสารตงตนและอตราการเปลยนแปลงความเขมขนของสาร
กฎอตราสามารถเขยนในรปสมการดฟเฟอเรนเชยล
QdddAd ][1][1][1][1 yx BAkdtQd
qdtPd
pdtBd
bdtAd
a
][1][1][1][1
อนดบของปฏกรยาไดจากการทดลองเทานนx+y = 0 ปฏกรยาอนดบศนย
1 ปฏกรยาอนดบหนง= 1 ปฏกรยาอนดบหนง= 2 ปฏกรยาอนดบสอง= 3/2 ปฏกรยาอนดบสามสวนสอง
18
ฏ
![Page 19: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/19.jpg)
อนดบปฏกรยาและกลไกปฏกรยา
จากปฏกรยา aA + bB pP + qQ ฟ ฟ ช yxkAd ][1
กฎอตราดฟเฟอเรนเชยล
อนดบของปฏกรยาหาไดจากการทดลอง
yx BAkdtAd
a
][1
ฏ
ถาอนดบของปฏกรยาเทากบสมประสทธ
( แล b) อาจสนนษฐานไดวาปฏกรยาเคม(x = a และ y = b) อาจสนนษฐานไดวาปฏกรยาเคม
เกดขนแบบขนตอนเดยว (simple reaction)
ถาอนดบของปฏกรยาไมเทากบสมประสทธ
(x a หรอ y b ปฏกรยาจะเกดขนโดยผานขนตอน
19
ยอย (elementary step)
![Page 20: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/20.jpg)
ตวอยาง
2NO + O2 2NO2 r = k[NO]2[O2]อนดบเทากบสมประสทธ ปฏกรยานาจะเกดในขนตอนเดยวฏ
2N2O5 4NO2 + O2 r = k[NO2]อนดบไมเทากบสมประสทธ ปฏกรยาจะมหลายขนตอน คออนดบไมเทากบสมประสทธ ปฏกรยาจะมหลายขนตอน คอ
N2O5 NO2 + NO3
NO2 + NO3 NO2 + NO + O2
N2O5 + NO 3NO2
Elementarysteps
N2O5 NO 3NO2
20
![Page 21: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/21.jpg)
การหาอนดบปฏกรยา การหาอนดบปฏกรยาเทยบกบสารแตละตว
เขยนกฎอตราของปฏกรยาในเทอมของสารตงตนทกตวฎ ฏ วดอตราการเกดปฏกรยา(initial rate)เทยบกบความสารตงตนทเขมขนเรมตนตางๆ กนตงตนทเขมขนเรมตนตางๆ กน
หาความสมพนธระหวางอตราการเกดปฏกรยากบความเขมขนของสารแตละชนด (อนดบของปฏกรยา)เขมขนของสารแตละชนด (อนดบของปฏกรยา)
เชนหาอนดบเทยบกบสาร A โดยให [A] เปลยน แต [B] คงท
A + B Cหาอนดบเทยบกบสาร A โดยให [A]0 เปลยน แต [B]0 คงท
trial 1 yx BAkrA 1,01,011,0 ][][][ yx BAkA ][][][
x
yx
yx
AA
BAkBAkr
1,01,01,01
][][
][][][][
21
trial 2yx BAkrA 1,02,022,0 ][][][ yx ABAkr
2,01,02,02 ][][][
![Page 22: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/22.jpg)
ตวอยาง
การสลายตวของ nitramideNH2NO2(aq) N2O(g) + H2O(l)NH2NO2(aq) N2O(g) + H2O(l)
จงหาrate law จากขอมลตอไปน
I iti l C NH NO I iti l R t Initial Conc. NH2NO2(M)
Initial Rate (Ms-1)
0 400 1 88 10 50.400 1.88x10-5
0.200 9.32x10-6
k[NH NO ]x0.100 4.76x10-6
22
กฎอตรา r=k[NH2NO2]x
![Page 23: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/23.jpg)
จากกฎอตรา r = k[NH2NO2]x
1 88 10-5 k[0 400M]x r1 = 1.88x10 5 = k[0.400M]x
r2 = 9.32x10-6 = k[0.200M]x
r1 = 1.88 10-5 = k (0.4 M)x
r2 9.32 10-6 k (0.2 M)x k เปนคาคงท
2.01 = 2x
x 1 r = k[NH2NO2]แทนคา x ในสมการ r1 หรอ r2 จะได k = 5.19x10-6 s–1
23
![Page 24: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/24.jpg)
ตวอยาง
คานวณหากฎอตราของปฏกรยา
2I–(aq)+2VO +(aq)+4H+(aq) I (aq)+2VO +(aq)+2H O(l)2I (aq)+2VO2+(aq)+4H+(aq) I2(aq)+2VO2
+(aq)+2H2O(l)
I– (M) VO +(M) H+(M) Initial Rate I (M) VO2 (M) H (M) (Ms-1)
0.002 0.010 0.100 2.60x10-81
0.004 0.010 0.100 5.21x10-8
0.002 0.020 0.100 5.19x10-8
23
k[I ]x[VO +]y[H+]z0.002 0.010 0.050 6.50x10-94
24
กฎอตรา r = k[I-]x[VO2+]y[H+]z
![Page 25: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/25.jpg)
การทดลองทการทดลองท 1 1 & & 2 2 (เมอให [VO2+] และ [H+] คงท)
r1/r2=2.60x10-8 / 5.21x10-8
[0 002/0 004]x[0 010/0 010]y[0 10/0 10]z= [0.002/0.004]x[0.010/0.010]y[0.10/0.10]z
0.5=0.5x x=1
การทดลองทการทดลองท 1 1 & & 33 (เมอให [I–] และ [H+] คงท)
อนดบ 1 เทยบกบ I –
การทดลองทการทดลองท 1 1 & & 33 (เมอให [I ] และ [H ] คงท)r1/r3=2.60x10-8 / 5.19x10-8
= [0.002/0.002]x[0.010/0.020]y[0.10/0.10]z
0.5=0.5y y=1
การทดลองทการทดลองท 1 1 & & 4 4 (เมอให [VO2+] และ [I–] คงท)
/ 2 60 10-8 / 6 50 10-9
อนดบ 1 เทยบกบ VO2+
r1/r4=2.60x10 8 / 6.50x10 9
= [0.002/0.002]x[0.010/0.010]y[0.10/0.05]z
4.0=2.0z z=2 อนดบ 2 เทยบกบ H+
25r=k[I-] [VO2
+][H+]2
![Page 26: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/26.jpg)
กฎอตราอนทเกรต (Integrated Rate Law)
กฎอตราอนทเกรตเปนสมการทแสดงความสมพนธ
ระหวางความเขมขนของสารและเวลาระหวางความเขมขนของสารและเวลา
อธบายวาความเขมขนของสารเปนเทาใดทเวลาตางๆ
ป ไ อนดบของปฏกรยาสามารถหาไดจากความสมพนธ
ระหวางความเขมขนของสารตงตนหรอผลตภณฑทเวลา
ป โ ไ ตางๆ (การวดอตราการเกดปฏกรยาโดยตรงทาไดยาก)
กฎอตราอนทเกรตหาไดจากการอนทเกรตกฎอตรา
ดฟเฟอเรนเชยล
26
![Page 27: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/27.jpg)
ปฏกรยาอนดบศนย
อตราการเกดปฏกรยามคาคงท ไมขนกบความเขมขนของสารตงตน (สวนใหญเปนปฏกรยาววธพนธ)ของสารตงตน (สวนใหญเปนปฏกรยาววธพนธ)
0
AdBA k
00
0 kAkdt
Adr กฎอตรา
ทเวลา = 0 [A] = a0 และทเวลา = t [A] = a
dkAdkAd
tadtkAd
dtkAdkdt
Ad00
27
a
dtkAd0 0
0กฎอตราอนทเกรต
![Page 28: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/28.jpg)
ปฏกรยาอนดบศนย (II) สมการอตราของปฏกรยาอนดบศนย
dtkAdta
)0(0
0 00
tkA
dtkAd
a
a
a0
A
)0(00
tkAa
tkaa 00
a0
a
Slope = –kความชนเปนคาคงท
หรอ
00
mol L-1s-1
a
tkAA ][][ สมการเสนตรง
bt time
tkAA 00][][
28
baxy slope จดตดแกน x
![Page 29: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/29.jpg)
ครงชวต (Half-life)
ครงชวตครงชวต (t½) คอ เวลาทใชในการทาใหความเขมขนของ
สารตงตนลดลงเหลอเพยงครงหนงของความเขมขนเรมตนสารตงตนลดลงเหลอเพยงครงหนงของความเขมขนเรมตน
ท t = t½ จะได [A] = a = ½a0
ครงชวตของปฏกรยาอนดบศนย
a2/100
0
2tkaa
a
0
02/1 2k
at
29
![Page 30: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/30.jpg)
ปฏกรยาอนดบหนง อตราการเกดปฏกรยาขนกบความเขมขนของสารตงตน BA k1ตงตน
AkAdr
BA
1
1
ทเวลา = 0 [A] = a0; และทเวลา = t [A] = a
dt 1
dtkAAdAk
dtAd
11
tadtk
AAd
Adt
1
11
30
a A 0 10
![Page 31: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/31.jpg)
ปฏกรยาอนดบหนง (II) กฎอตราอนทเกรต
tatatkAdtkAd l
aa
tkAdtkA 010 1 0
0
ln a
0110
lnlnln atkatkaa
s-1
01 log3032
log atka Slope = –k/2.303ความชนเปนคาคงท
log a0
หรอ
303.2
][log 1tka
ความชนเปนคาคงทlog[A]
31
303.2][log
0a
time
![Page 32: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/32.jpg)
ปฏกรยาอนดบหนง (III)
ครงชวต t½ a = ½ a0
k 02/11
021 log
303.2log
k
atka
2/11
0021
3032303.2
log)log( tkaa
1
21
2/1
6930
303.2logk
t
12/1
693.0k
t ไมขนกบความเขมขนของสาร
32
![Page 33: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/33.jpg)
ตวอยาง การสลายตวของ N2O5 มคา k= 1.05x10-5 s-1 จงหาครง
ชวตของปฏกรยาดงกลาวฏ
ปฏกรยาอนดบ 1 (ดจากหนวยของ k)
t½ = 0.693/k15
s
st4
152/1
1060.6
1005.1/693.0
33
![Page 34: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/34.jpg)
ตวอยาง การสลายตวของสารชนดหนงมคา k = 1x10-3 s-1 ถาความ
เขมขนเรมตนเทากบ 0.50 M จะตองใชเวลานานเทาใด
สารนจงจะสลายตวไป 80%
ป 1 l 1tka ปฏกรยาอนดบ 1
ทเวลา t สารสลายตวไป 80% a = 0 20 a (เหลอ 20%)
303.2log 1
0a
ทเวลา t สารสลายตวไป 80% a = 0.20 a0 (เหลอ 20%)
s1012.0log13
0
ta
s7.160910
2.0log303.2303.2
g
13
0
t
a
34
s10 13
![Page 35: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/35.jpg)
ปฏกรยาอนดบสอง
อตราการเกดปฏกรยาขนกบความเขมขนของสารตงตนA + B PA P A + B + C P
อตราการเกดปฏกรยาขนกบความเขมขนของสารตงตนโดยมอนดบรวมของปฏกรยาเทากบ 2
ป แบงเปนสองกรณคอ
ขนกบสารตงตนเพยงตวเดยว ([A]2) หรอขนกบสารตงตน สองตวแตมความเขมขนเรมตนเทากน ([A] = [B])
22 ][ Akr 2
22 ][]][[ AkBAkr สารตงตนตางชนดกนและมความเขมขนเรมตนไมเทากน
]][[2 BAkr
35
]][[2 BAkr
![Page 36: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/36.jpg)
ปฏกรยาอนดบสอง: กรณ 1 เมออตราการเกดปฏกรยาขนกบสารตงตนตวเดยว
(r = k[A]2) หรอ ขนกบสารตงตนสองตวแตมความเขมขน( [ ] )
เทากนตลอด (r = k[A][B] = k[A]2)
AkAd 2
A + B P 21 AkAdr
2A P
tadtkAd
Akdt
r 2 22Ak
dtr
a
dtkA 0 22
0
11M-1 s-
1
36
tkaa 2
0
11
![Page 37: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/37.jpg)
ปฏกรยาอนดบสอง: กรณ 1 ปฏกรยาอนดบสอง
tk11
ครงชวต t ½
tkaa 2
0
ครงชวต t½ a = ½ a0
12 k 1
Slope = k
2/1200
1
tkaa
A1
022/1
1ak
t time
0a
37
![Page 38: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/38.jpg)
ปฏกรยาอนดบสอง: กรณ 2 เมออตราขนกบสารตงตนตวเดยวหรอขนกบสารตงตนสองตวซงมความเขมขนไมเทากน (r = k[A][B] และ [A] [B])
เวลา = 0 [A] = a ; [B] = bPBA k 1
เวลา = 0 [A]0 = a0; [B]0 = b0
เวลา = t [A] = a0–x ; [B] = b0–x
))(()(002
02 xbxak
dtxadBAk
dtAdr
กฎอตราอนทเกรต)(l1 200 tkxab
38303.2)(
)(log 2
00
00
00 xbaba
![Page 39: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/39.jpg)
สรปกฎอนทเกรต
ปฏกรยาอนดบศนย (r = k)
tkaa [A]slope = –k
a0
ปฏกรยาอนดบหนง (r = k[A])
tkaa 00
time ปฏกรยาอนดบหนง (r k[A])
3032loglog 1
0tkaa Log[A]
slope = –k/2.303
(k1: s-1)
log a0
ปฏกรยาอนดบสอง (r = k[A]2)
303.2
time
( 1 )
ฏ ( )
tkaa 211 1/[A]
slope=k (k2: mol-1 L s-1)
39
aa 0time
1/a0
![Page 40: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/40.jpg)
ทฤษฎของจลนศาสตรเคม ในการอธบายอทธพลของอณหภมทมตออตราการเกดปฏกรยา จาเปนตองเขาใจกระบวนการทเกดขนในฏระดบโมเลกล
ทฤษฏอยางงายทสามารถอธบายกระบวนการดงกลาว ทฤษฏอยางงายทสามารถอธบายกระบวนการดงกลาวไดแก
ทฤษฎการชน (Collision Theory)
ทฤษฎทรานซชนสเตท (Transition-State Theory ทฤษฎทรานซชนสเตท (Transition-State Theory
หรอ Activated-Complex Theory)
40
![Page 41: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/41.jpg)
ทฤษฎการชน (Collision Theory)
ปฏกรยาเคมจะเกดขนไดกตอเมอ
สารตงตนเกดการชน (collide) กน สารตงตนเกดการชน (collide) กน
การชนมทศทางทเหมาะสม
การชนทเกดขนมพลงงานมากเพยงพอทจะทาใหเกดการ
ทาลายพนธะเดมทาลายพนธะเดม
41
![Page 42: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/42.jpg)
ปจจยการชน
ความถของการชน (collision frequency) ขนกบ
ความเขมขน(ความดน)ของสารความเขมขน(ความดน)ของสาร
ความเขมขนมาก อนภาคชนกนบอย
อณหภม
อณหภมสง อนภาคเคลอนทไดเรวขน
อณหภมสง อนภาคชนกนบอยขน
ไ ป ป สารตงตนทชนกนไมจาเปนตองเกดปฏกรยา
42
![Page 43: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/43.jpg)
ปจจยทศทางการชน
ในการชนจะตองมทศทาง(orientation)ทเหมาะสมตอการทาลายพนธะเดมและสรางพนธะใหมทาลายพนธะเดมและสรางพนธะใหม
a) b) c)
O3 + CO O2 + CO2
a) b) c)
43O3 + CO O3 + CO
a) b) c)
![Page 44: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/44.jpg)
ปจจยพลงงานของการชน การชนกนของสารตงตนเพอใหเกดปฏกรยาเคม จะตองมพลงงาน
อยางนอยเทากบพลงงานขนตาทตองใชเพอทาลายพนธะเดม (Ea)a
พลงงานของอนภาคขนกบอณหภม อณหภมเพมขน อนภาคจะมพลงงานมากขน และจานวน
อนภาคทมพลงงานมากกวา Ea จะเพมขน
กราฟแสดงการแจกแจงพลงงานของโมเลกลกราฟแสดงการแจกแจงพลงงานของโมเลกล
ลสมพทธ
THigh
TLow
นวน
โมเลกล
THigh
44พลงงาน
จาน
Ea
![Page 45: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/45.jpg)
ปจจยทมผลตออตราการเกดปฏกรยา เพมความเขมขนของสารตงตน
เพมจานวนอนภาค
เพมโอกาสทอนภาคชนกนอยางมประสทธภาพ
เพมอณหภม เพมอณหภม เพมความเรวเฉลย
ใ เพมจานวนครงในการชน
เพมพลงงานจลนของอนภาค
เพมจานวนครงในการชนกนอยางมประสทธภาพ
45
![Page 46: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/46.jpg)
ทฤษฎทรานซชนสเตท (Transition-State Theory) ทฤษฎทรานซชนสเตทคลายกบทฤษฎการชนแตสามารถอธบายปจจยพลงงานการชนไดด
สารตงตนทเกดการชนกนอยางมประสทธภาพจะเกดเปน
สารประกอบใหม เรยกวา สารเชงซอนกมมนต (activated สารประกอบใหม เรยกวา สารเชงซอนกมมนต (activated complex) ซงมพลงงานสง ไมเสถยรและมอายสน
ป ใ สารประกอบนอยในสภาวะ Transition-State คอ สามารถ
จดเรยงตวใหมและเกดเปนผลตภณฑ หรอ สลายตวและกลบไปเปนสารตงตน
46
![Page 47: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/47.jpg)
ทฤษฎทรานซชนสเตท
A + B [A…B]‡ C + D[ ]‡ ( ) [A…B]‡ คอ สารเชงซอนกมมนต (activated complex) หรอสารในสถานะทรานซชน (Transition State)
Activated complex มพลงงานสงและอยในสภาวะไมเสถยร
พลงงานของสารตงตนในสภาวะ transition เทยบกบพลงงานของสารตงตนเทากบ พลงงานกอกมมนต, Ea
(activation energy)
O=OONO[ ]‡
+ +
47
O O[ ]O3 NO O2 NO2
![Page 48: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/48.jpg)
พลงงานกอกมมนต (Activation Energy)
พลงงานกอกมมนต หรอ พลงงานกระตน (Ea) คอ
พลงงานปรมาณนอยทสดทจาเปนตอการเกดปฏกรยาพลงงานปรมาณนอยทสดทจาเปนตอการเกดปฏกรยา
Ea เปนคาคงท ขนกบปฏกรยาเคม
ป ไ ถา Ea มคานอย ปฏกรยาเกดไดงาย อตราการ
เกดปฏกรยาจะสง
EEa
48
![Page 49: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/49.jpg)
Reaction Energy Profile แผนภาพแสดงการเปลยนแปลงพลงงานศกยใน
ปฏกรยาเคมฏ
Reactants ProductsActivatedComplex
Activated complex
nerg
y
Ea
En
Reactants
Products
49Reaction Coordinate
Reactants
![Page 50: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/50.jpg)
ปฏกรยาผนกลบได (Reversible Reaction) ในปฏกรยาทผนกลบได สารตงตนเกดปฏกรยาเดนหนา
(Forward Rxn) เปนผลตภณฑ และผลตภณฑสามารถเกดปฏกรยายอนกลบ (Reverse Rxn) เปนสารตงตนได
Forward Rxn Reverse Rxn
gy
Forward Rxn Reverse Rxn
A + B C + D
Ener
g
Ea,fEa,r
พลงงานกอกมมนตของปฏกรยา
ป
A + B C + D
ProductsHrxn
Ea,f ปฏกรยาเดนหนา
Ea,r ปฏกรยายอนกลบ
50Reaction CoordinateReactants
![Page 51: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/51.jpg)
ความรอนของปฏกรยา (Hrxn)
Hrxn = Eproduct–Ereactant หรอ Hrxn = Ea,f–Ea,r
ปฏกรยาดดความรอน(Endothermic Reaction)
ปฏกรยาคายความรอน(Exothermic Reaction)
Hrxn เปนบวก Hrxn เปนลบ
ergy Ea,r
Ea f Ea r
Ea,f
ergy
Ene
R
ProductsHrxn
Ea,fReactants
Ea,r
Hrxn
Ene
51Reaction Coordinate
Reactants Products
Reaction Coordinate
![Page 52: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/52.jpg)
อณหภมและอตราการเกดปฏกรยา
อณหภมมผลโดยตรงตออตราการเกดปฏกรยา
CO( ) + NO ( ) CO ( ) + NO( )CO(g) + NO2(g) CO2(g) + NO(g)
T (K) 600 650 700 750 800( )k
(mol L-3 s-1) 0.03 0.22 1.30 6.00 23.00
เมออณหภมเพมขน คา k จะเพมขนดวย
k log k
52T 1/T
![Page 53: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/53.jpg)
สมการอารเรเนยส (Arrhenius Equation) Svante August Arrhenius (1859-1927)อธบายความสมพนธระหวาง k และ T
ฟ ( )
RTEaeAk / A: แฟคเตอรความถ (หนวยเหมอน k)
Ea: พลงงานกอกมมนต (J mol-1)
R: คาคงทของแกส (8.314 J K-1 mol–1)
T: อณหภม (K) ( )
RTEAk a
3032loglog
53
RT303.2
![Page 54: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/54.jpg)
ความสมพนธระหวาง k และ T กราฟความสมพนธระหวาง k และ T
ERT
EAk a
303.2loglog
log A
slope= –Ea/2.303R11
1 3032loglog
RTEAk a
log k1
2
1303.2 RT
2 3032loglog
RTEAk a
1/T
22 303.2
ggRT
54
![Page 55: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/55.jpg)
การหาคา Ea
ถาคา k ทอณหภม T1 และ T2 เทากบ k1 และ k2
ll EAk a1
1 303.2loglog
RTAk a
loglog EAk a
2 11log Ek a
22 303.2
loglogRT
Ak
–
12
211
3032
303.2g
TTTT
RE
TTRk
a
21303.2 TTR
221 l3032 kTTRE
แทน Ea กลบใน
551
2
12
21 log303.2kTT
REa
a
จะหาคา A ได
![Page 56: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/56.jpg)
ตวอยาง
ปฏกรยา 2NOCl(g)NO(g) + Cl2(g)อตราการเกด Cl (g) = k [NOCl]2อตราการเกด Cl2(g) = k [NOCl]
ท 300 K; k = 3.0x10-8 L mol-1 s-1
400 K k 7 0 10 4 L l-1 -1
T1 , k1T kท 400 K; k = 7.0x10-4 L mol-1 s-1
จงหา Ea และ k ทอณหภม 500K
T2 , k2T3 , k3 = ?
Ea1
2
12
21 log303.2kk
TTTTREa
11KKmolJ
100.3100.7log
30040040030031.8303.2
4
8
4
aE
56
1
11
molkJ
KKmolJ
114.1001033.2log1200137.19 4
![Page 57: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/57.jpg)
ท T = 500 K (T3 k3)Ea เปนคาคงท ดงนนคา k3 หาไดดงน a 3
303.2
log32
23
2
3
TTTT
RE
kk a
62.2400500400500
3183032100.1 5
322
1017.410101062.2antilog
40050031.8303.2
2262.062.2
2
3
kk
11smolL
100.71017.4 42
3
2
k
k
5711
smolL 292.0
![Page 58: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/58.jpg)
อทธพลของตวเรงปฏกรยา ตวเรงปฏกรยา (Catalyst) คอ สารททาใหอตราการเกดปฏกรยาเคมเพมขนโดยทตวเรงปฏกรยาเองไมมการฏ ฏเปลยนแปลงทางเคมอยางถาวร
เมอสนสดปฏกรยาจะไดตวเรงปฏกรยากลบคนมา เมอสนสดปฏกรยาจะไดตวเรงปฏกรยากลบคนมา
ตวเรงปฏกรยาทางานโดย เปลยนกลไกการเกดปฏกรยาของปฏกรยาเคม เปลยนกลไกการเกดปฏกรยาของปฏกรยาเคม
ทาใหพลงงานกระตน (Ea) ลดลง
ป ใ ไ• ตวเรงปฏกรยามกจะทาใหเกดกลไกเฉพาะ
)()()(3)( 242 gOHgCHgHgCO Ni
58
)()(2)( 3232 gOHCHgHgCO OCrZnO
![Page 59: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/59.jpg)
ประเภทของตวเรงปฏกรยา ชนดของตวเรงปฏกรยาทสาคญ
Homogeneous catalyst: ตวเรงปฏกรยาอยในสถานะฏ เดยวกบสารตงตน
H t t l t ป ใ )(3)(2 2
)(3 gOgO gNO
Heterogeneous catalyst: ตวเรงปฏกรยาอยในสถานะตางกบสารตงตน
)(2)()(2)(2 22)( gCOgNgCOgNO sPt
Enzymes: ตวเรงปฏกรยาทมองคประกอบซบซอน(MW>12000 g/mol)ในสงมชวต
)()()()( 22 gggg
Autocatalysis: ผลตภณฑทเกดขนทาหนาทเปนตวเรงปฏกรยาทาใหอตราเพมขนแมวาความเขมขนสารตงตนลดลง
59
2MnO4–(aq) + 5H2C2O4(aq) + 6H3O+(aq) 2Mn2+(aq) + 10CO2(aq) + 14H2O
![Page 60: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/60.jpg)
อทธพลของตวเรงปฏกรยา ตวเรงปฏกรยาสงผลใหกลไกการเกดปฏกรยาเปลยนไป
และทาให Ea ลดลงa
Uncatalyzed
ergy Ea
Catalyzed
Ene
Products'aE
Reactants
Intermediatea
60Reaction Coordinate
![Page 61: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/61.jpg)
ปฏกรยาเคมเมอมตวเรงปฏกรยา ตวเรงปฏกรยาจะสงผลใหกลไกเปลยนไป
ในกลไกทเกดขนอาจมสารบางตวเกดขนมาเพยงชวคราวในกลไกทเกดขนอาจมสารบางตวเกดขนมาเพยงชวคราวแลวหายไปเนองจากเกดปฏกรยา ซงจะไมแสดงในสมการของปฏกรยารวมของปฏกรยารวม
สารมธยนตร (Intermediate) คอ สารทเกดขนระหวางทกลไก
ป ไป ไป ป ส สของปฏกรยาดาเนนไป แตจะหายไปเมอปฏกรยาสนสด
)(2)()(2 3)(
22 gSOgOgSO gNO
322
22
2221
SONOSONOstepNOONOstep
61
NO คอ ตวเรงปฏกรยา NO2 คอ สารมธยนตร
![Page 62: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/62.jpg)
กลไกเมอมตวเรงปฏกรยา
Heterogeneous Catalyst)(2)()(2)(2 )( gCOgNgCOgNO sPt )(2)()(2)(2 22 gCOgNgCOgNO
N O OC
Pt(b)
Pt(c)
Pt(a)
C
(b) (c)(a)
Pt(d)
Pt(e)
Pt(f)
62
(d) (e) (f)
![Page 63: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/63.jpg)
กลไกปฏกรยา (Reaction Mechanism)
กลไกของปฏกรยา คอ ขนตอนหรอกระบวนการทเกดขนในปฏกรยาเคมฏ
ปฏกรยาเคมไมจาเปนตองเกดในขนตอนเดยว
แตละขนตอนยอยของปฏกรยาเรยกวา กระบวนการมลฐาน แตละขนตอนยอยของปฏกรยาเรยกวา กระบวนการมลฐาน(elementary process)
ป ใ กระบวนการมลฐานทมอตราการเกดปฏกรยาชาทสดในกลไกเรยกวา ขนกาหนดอตรา (Rate Determining Step)
กฎอตราของปฏกรยารวมเทากบกฎอตราของขนกาหนดอตรา
63
กาหนดอตรา
![Page 64: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/64.jpg)
กระบวนการมลฐาน (Elementary Process)
กระบวนการมลฐาน คอ กระบวนการเกดปฏกรยาท
สารตงตนทกตวเขาชนกนและเกดปฏกรยาไดผลตภณฑสารตงตนทกตวเขาชนกนและเกดปฏกรยาไดผลตภณฑ
ในขนตอนเดยว
ชนดของกระบวนการมลฐานแบงตามจานวนอนภาคท
เขาทาปฏกรยา• กระบวนการโมเลกลเดยว (unimolecular process)
• กระบวนการสองโมเลกล (bimolecular process)2242 2NOOON
• กระบวนการสองโมเลกล (bimolecular process)
• กระบวนการสามโมเลกล (termolecular process)32 NOONO
64
3222 ONOON
![Page 65: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/65.jpg)
อนดบของกระบวนการมลฐาน สาหรบกระบวนการมลฐาน อนดบของกระบวนการเทยบ
กบสารตงตนแตละตวเทากบคาสมประสทธของสารนนกบสารตงตนแตละตวเทากบคาสมประสทธของสารนนเชน
32
232
k
DCBA
อนดบของปฏกรยาบอกจานวนอนภาคทเขาทาปฏกรยากน
32 BAkr
จรงๆ (Molecularity)
ถาอนดบของปฏกรยาไมเทากบส.ป.ส.ในสมการเคม
ปฏกรยานนไมใชกระบวนการมลฐาน
กระบวนการมลฐานทมอนดบสงๆ เกดไดยาก
65
![Page 66: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/66.jpg)
การหากลไกปฏกรยา เขยนกลไกของปฏกรยา โดยปฏกรยารวมตองม
ปรมาณสมพนธถกตองปรมาณสมพนธถกตอง
หากฎอตรา(จากการทดลอง)
กลไกของปฏกรยาทสอดคลองกบกฎอตราจะเปน
กลไกทถกตอง
66
![Page 67: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/67.jpg)
ตวอยาง
จงทานายกฎอตราของปฏกรยา
เมอปฏกรยานประกอบดวยขนตอนมลฐานดงน 322 23 ABBA
เมอปฏกรยานประกอบดวยขนตอนมลฐานดงน
2.b 2.a
2
2
AABB
เรว
ชา
ขนกาหนดอตราคอขนทชาทสด b 3.c
2.b
3
2
ABBAAA
ชา
เรว
ขนกาหนดอตราคอขนทชาทสด b.
กฎอตราของขนกาหนดอตรา คอ r = k[A2]
กฎอตราของปฏกรยา คอ r = k[A2]
67
![Page 68: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/68.jpg)
แบบฝกหดไ จากกลไกปฏกรยา
slow 1 Step 3324 1 MnCeMnCe k
จงหาfast 3 Step
fast 2 Step234
4334
3
2
MnTlMnTl
MnCeMnCek
k
จงหา
ปฏกรยารวม
ป
)()(2)()(2 334 aqTlaqCeaqTlaqCe 2 ตวเรงปฏกรยา
สารมธยนตร
2Mn 43 , MnMn
68
![Page 69: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/69.jpg)
แบบฝกหด
ปฏกรยา
กฎอตราจากการทดลองคอ
)(2)()(2 2 gNOBrgBrgNO
22 BrNOkr กฎอตราจากการทดลองคอ
มการเสนอกลไกหลายแบบ แบบไหนเปนไปได และแบบ
ไ ป ไปไ ส
2BrNOkr
ไหนเปนไปไดมากทสด
slow 2 1 Step 12 NOBrBrNONO kMechanism 1
fast 2 2Step
slow 1 Step2
1
2
22
NOBrNONOBr
NOBrBrNOk
k
Mechanism 2p 2
slow22Step
fast 1 Step2
22
NOBrNONOBr
NOBrBrNOk
k1
k-1Mechanism 3
69
slow 2 2Step 2 NOBrNONOBr
![Page 70: 403117 2551 จลนพลศาสตรจลนพลศาสตรเคม์เคมี Ch i l Ki ...chem.flas.kps.ku.ac.th/SLIDE/SLIDE-01403117-CH08... · 3 เพิ่มขึ้นด้วยอัตราการเก](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081401/5f05525d7e708231d4126357/html5/thumbnails/70.jpg)
ตวอยาง การหากลไกปฏกรยา ปฏกรยา
โดยกฎอตราจากการทดลองคอ)(2)()(2 222 gFNOgFgNO
22 FNOkr โดยกฎอตราจากการทดลองคอ
ถาปฏกรยาเปนกระบวนการมลฐาน
จากกฎอตราทไดจากการทดลอง ขนกาหนดอตราคอ
22
2 FNOkr
22 FNOkr
จากกฎอตราทไดจากการทดลอง ขนกาหนดอตราคอ
เพอใหไดสมการรวมจะตองมขนตอนเพมเตมคอ
)()()()( 222 gFgFNOgFgNO
เพอใหไดสมการรวมจะตองมขนตอนเพมเตมคอ
Intermediate คอ
)()()( 22 gFNOgFgNO )(gF Intermediate คอ
กลไกรวมคอ
)(gF
slow)()()()( 221222 FNOkrgFgFNOgFgNO
70
fast )(2)()(2
slow )()()()(
22
221222
FNOkrgFNOgFgNOFNOkrgFgFNOgFgNO