อัตราการเกิดปฏิกิริยา

ความหมายของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

 อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี หมายถึง ปริมาณสารตั้งต้นที่หายไปต่อหนึ่งหน่วยเวลา หรือ

ปริมาณผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นต่อหนึ่งหน่วยเวลา  เขียนความสัมพันธ์ดังกล่าวได้ว่า

x + A ------   y  +  B

อัตราการเกิดปฏิกิริยา =

อัตราเร็วเฉลี่ย หมายถึง อัตราเร็วโดยเฉลี่ย  ตั้งแต่เริ่มต้น จนปฏิกิริยาเกิดขึ้นในช่วงเวลาหนึ่ง  เช่น  อัตราเร็วเฉลี่ยในช่วง 10 วินาที (หาได้จากการทดลอง)

อัตราเร็ว ณ เวลาหนึ่ง  หมายถึง  อัตราเร็วของปฏิกิริยาที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง  เช่น  อัตราเร็ว ณ 10 วินาที (หาจากค่าความชันของกราฟระหว่างปริมาณสารกับเวลา)

การอธิบายการเกิดปฏิกิริยาเคมี

ปัจจัยที่ควบคุมอัตราเร็วของปฏิกิริยาได้แก่

-  ความถี่ของการชนกัน

-  จำนวนครั้งของการชนกันที่จะก่อให้เกิดผลผลิตได้ เพราะการชนกันบางครั้งไม่ได้เกิดผลผลิต)

-  การจัดทิศการชนกันของสารตั้งต้น

-  พลังงานการชนต้องมีค่า พลังงานก่อกั�มมันต์ (Ea)  ซึ่งขึ้นโดยตรงกับพลังงานของสารตั้งต้น

*พลังงานก่อกัมมันต์ (Activation Energy : Ea) หมายถึง พลังงานจำนวนน้อยที่สุดที่สารเคมีจะต้องสะสมไว้เพื่อเปลี่ยนสารตั้งต้นไปเป็นสารใหม่ระหว่างที่อนุภาคมีการชนกัน  ปฏิกิริยาที่มีค่า E ต่ำเกิดง่ายเกิดเร็ว ถ้าค่า E สูงจะเกิดยากเกิดช้า  ซึ่งสารแต่ละชนิดจะมีพลังงานก่อกัมมันต์ไม่เท่ากัน

การเปลี่ยนแปลงพลังงานของสารในระหว่้างการดำเนินไปของปฏิกิริยา

มี 2 แบบ คือ

1.  ปฏิกิริยาดูดความร้อน  พลังงานของสารผลิตภัณฑ์จะมี Ep (พลัีงงานศักย์ของสารผลิตภัณฑ์) สูงกว่าพลังงานของสารตั้งต้นซึ่งมีค่า Er

2.  ปฏิกิริยาคายความร้อน  พลังงานของสารผลิตภัณฑ์จะมี Ep (พลัีงงานศักย์ของสารผลิตภัณฑ์) ต่ำกว่าพลังงานของสารตั้งต้นซึ่งมีค่า Er

ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฎิกิริยา

1.  ความเข้มข้นของสารตั้งต้น  กรณีที่สารตั้งต้นเป็นสารละลายถ้าเข้มข้นมากจะเกิดเร็ว เนื่องจากตัวถูกละลายมีโอกาสชนกันมากขึ้นบ่อยขึ้น  ในทางตรงกันข้ามถ้าเราเพิ่มปริมาตรของสารละลายโดยความเข้มข้นเท่าเดิม  อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเท่าเดิม

2.  อุณหภูมิ  การที่อุณหภูมิของสารตั้งต้นเพิ่มขึ้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น   เนื่องจากเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น      โมเลกุลของสารในระบบมีพลังงานจลน์สูงขึ้นเมื่อมีการชนกันของโมเลกุลจะทำให้มีจำนวนโมเลกุลที่มีพลังงานอย่างน้อยหรือมากกว่าพลังงาน Eaมากขึ้น    

3.  พื้นที่ผิวสัมผัส  สารที่มีพื้นที่ผิวสัมผัสมากจะทำปฏิกิริยาได้เร็วขึ้น เนื่องจากสัมผัสกัน (ชนกัน)มากขึ้น  ใช้พิจารณากรณีที่สารตั้งต้นมีสถานะของแข็ง

4.  ตัวเร่งปฏิกิริยา (Catalyst) หมายถึง สารเคมีที่ช่วยทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเร็วขึ้นเนื่องจาก ตัวเร่งจะช่วยในการลดพลังงานกระตุ้นโดยช่วยปรับกลไกในการเกิดปฏิกิริยาให้เหมาะสมกว่าเดิม  โดยจะเข้าไปช่วยตั้งแต่เริ่มปฏิกิริยา แต่เมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยาจะกลับมาเป็นสารเดิม

5.  ตัวหน่่วงปฏิกิริยา (Inhibitor) หมายถึงสารที่ทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาช้าลงโดยขัดขวางกลไกของการเกิดปฏิกิริยาเดิมเสียใหม่ซึ่งยุ่งยากกว่เาดิมให้ช้าลง

6.  ธรรมชาติของสาร  เนื่องจากสารมีแรงยึดเหนี่ยวซึ่งแตกต่างกัน โดยปกติสารประกอบไอออนิกจะเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าสารประกอบโคเวเลนต์ ดังนั้นสารประกอบไอออนิกจะเกิดปฏิกิริยาเร็วกว่าสารประกอบโคเวเลนต์