Issuu on Google+

สมดุลเคมี (Chemical Equilibrium) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

บทนำ สมดุลเคมี ค่ำคงที่สมดุล อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีและค่ำคงที่สมดุล วิธีแสดงค่ำคงที่สมดุล ควำมสัมพันธ์ของ Kc และ Kp องค์ประกอบที่มีผลต่อสมดุลเคมี กำรคำนวณเกี่ยวกับค่ำคงที่สมดุล สมดุลของกำรละลำยของเกลือทีล่ ะลำยนำได้น้อย


2.1 บทนำ สมดุลไดนามิก หมำยถึง สมดุลที่มีกำรเคลื่อนทีข่ องอนุภำคอยู่ตลอดเวลำ ระบบไม่หยุดนิ่ง อัตรำ กำรเปลี่ยนแปลงไปข้ำงหน้ำเท่ำกับอัตรำกำรเปลี่ยนแปลงผันกลับ (สมดุลเคมีเป็นสมดุลไดนำมิก) ระบบและสิ่งแวดล้อม ระบบ คือ สิง่ ที่เรำศึกษำหรือทดลอง สิ่งแวดล้อม คือ สิง่ ที่อยู่นอกระบบ ชนิดของระบบ แบ่งออกเป็น 3 ชนิด 1) ระบบเปิด (Open system) คือระบบที่มีกำรถ่ำยเทได้ทังมวลสำรและพลังงำน กับสิง่ แวดล้อม 2) ระบบปิด (Closed system) คือ ระบบที่มีกำรถ่ำยเทควำมร้อนเฉพำะพลังงำน อย่ำงเดียว แต่มวลสำรไม่ถ่ำยเท 3) ระบบแยกตัว (Isolated system) คือระบบที่ไม่มีกำรถ่ำยเททังมวลสำรและ พลังงำนกับสิง่ แวดล้อม เช่น แคลอริมิเตอร์


2.1 บทนำ การเปลี่ยนแปลงที่เกิดในระบบ ที่พบโดยทั่วไป มี 3 อย่าง 1. กำรเปลี่ยนแปลงสถำนะ (Solid, liquid, gas) 2. กำรละลำย (Solute + solvent = solution) 3. กำรเกิดปฏิกิริยำเคมี (Reactants Product) (กำรเปลี่ยนแปลงทังสำมอย่ำงนี จะอยู่ในสมดุลหรือไม่สมดุลก็ได้) ภาวะ ณ สมดุลไดนามิก (เกิดในระบบ) 1. ต้องมีกำรเปลี่ยนแปลงไปข้ำงหน้ำและกำรเปลี่ยนแปลงย้อนกลับ 2. อัตรำเร็วของกำรเปลี่ยนแปลงไปข้ำงหน้ำเท่ำกับอัตรำกำรเปลี่ยนแปลง ย้อนกลับ 3. สมบัติของระบบคงที่ หมำยถึงสมบัติไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลำเปลี่ยนไป แต่ ไม่ใช่ระบบนันหยุดนิ่ง (ไดนำมิก) 4. สมดุลของกำรเปลี่ยนสถำนะ (อัตรำกำรระเหย = อัตรำกำรกลั่นตัว) 5. สมดุลกำรละลำย (อ้ตรำกำรละลำย = อัตรำกำรตกผลึก) 6. สมดุลเกิดปฏิกิริยำเคมี (chemical equilibrium)


ภาพที่ 1 ปฏิกิริยาผันกลับได้ของสารละลาย

[Co(H2O)6]2+ + 4Cl(สีชมพู)

[CoCl4]2- + 6H2O (สีน้าเงิน)


2.1 บทนำ สมดุลเคมี (Chemical Equilibrium) คือ กำรเปลี่ยนแปลงในทิศทำงที่เกิดสำรผลิตภัณฑ์และกำรเปลี่ยนแปลง ย้อนกลับในทิศทำงของสำรตังต้นมีค่ำเท่ำกัน ในกำรศึกษำเรื่องสมดุลเคมี จะศึกษำกำรคำนวณค่ำคงที่สมดุลโดยกำรใช้ข้อมูลจำกกำร ทดลอง กำรหำค่ำคงที่สมดุลของสมกำร จะเกิดขึนเมื่อมีกำรเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ปริมำตร หรือควำมดันของระบบ กำรคำนวณควำมเข้มข้นของสำรต่ำง ๆ ณ สภำวะสมดุล


2.2 สมดุลเคมี ในสภำวะสมดุล ควำมเข้มข้นของสำรตังต้นและผลิตภัณฑ์จะคงที่ ไม่ว่ำเวลำจะผ่ำนไปนำน เท่ำใดก็ตำม (in a state of equilibrium, the concentrations of reactants and products no longer change with time) ตัวอย่ำงเช่นกำรหดลองในระบบสำรต่อไปนีดังสมกำร N2O4 (g) ไม่มีสี

2NO2 (g) สีน้าตาล

เมื่อเรำนำก๊ำซ N2O4 ใส่ไว้ในขวดที่มีฝำปิด และทำให้มีอุณหภูมิ 100°C ก๊ำซในขวดจะเริ่ม เปลี่ยนแปลงเป็นสีนำตำลและค่อย ๆ เข้มขึนเรื่อย ๆ จนควำมเข้มข้นสีคงที่ เมือ่ ทำกำรศึกษำใน ระดับโมเลกุลพบว่ำ ในช่วงแรกโมเลกุลของ N2O4 จะแพร่กระจำยไปทั่วขวด จำกนันจึงค่อย ๆ สลำยตัวเป็น NO2 ซึ่งมีสีนำตำล และโมเลกุลของ NO2 จะค่อย ๆ เพิ่มมำกขึน จึงเห้นเป็นสีนำตำล เข้มขึน เมื่อจำนวนโมเลกุลของ N2O4 น้อยลง N2O4 ก็จะสลำยตัวช้ำลงด้วย ในขณะที่โมเลกุลของ N2O4 สลำยตัว โมเลกุลของ NO2 จะเกิดขึน และเมื่ออัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำไปข้ำงหน้ำ (กำรสลำยตัข อง N2O4) เท่ำกับอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำย้อนกลับ (กำรเกิด N2O4) ภำวะนีเรียกว่ำ สมดุล


ภาพที่ 2 Reaching equilibrium on the macroscopic and molecular level.


2.2 สมดุลเคมี At equilibrium: Rateforward = Raterev อย่ำงไรก็ตำม ในระบบนันมิได้มีกำรหยุดนิ่ง ยังคงมีกำรเปลี่ยนแปลงในระดับโมเลกุล เกิดขึน อย่ำงต่อเนื่องอยู่ตลอดเวลำ แต่เรำมองไม่เห็นกำรเปลี่ยนแปลงนัน ๆ เพรำะอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำไป ข้ำงหน้ำเท่ำกับอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำย้อนกลับนั่นเอง

หมำยเหตุ 1. สมดุลจะเริ่มจำกกำรเปลี่ยนแปลงไปข้ำงหน้ำหรือจะเริ่มจำกกำรเปลี่ยนแปลงย้อนกลับก็ได้ 2. ระบบต่ำง ๆ จะเข้ำสู่สมดุลได้เร็วช้ำต่ำงกัน บำงระบบใช้เวลำมำก บำงระบบใช้เวลำน้อย เพรำะ ระบบมีอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเร็วช้ำต่ำงกัน ระบบมีอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำสูง จะทำให้ระบบเข้ำสู่ สมดุลเคมีเร็ว


2.3 ค่ำคงที่สมดุล เมื่ออุณหภูมิคงที่ ควำมเข้มข้นของผลิตภัณฑ์และสำรตังต้นจะคงที่และยังคงอยุ่ในภำวะสมดุล นัน ในกรณีของกำรทดลองนีสำมำรถเขียนสมกำรโดยใช้กฏอัตรำได้ว่ำ

kfwd[N2O4] = krev[NO2]2 เมื่อ kfwd คือ ค่ำคงที่อัตรำของปฏิกิริยำไปข้ำงหน้ำ krev คือ ค่ำคงที่อัตรำของปฏิกิริยำย้อนกลับ kfwd = [NO2]2 krev [N2O4] K = kfwd = [NO2]2 krev [N2O4]

ค่ำ K นีเรียกว่ำ ค่ำคงที่สมดุล (Equilibrium Constant) ซึ่งเป็นค่ำคงตัวเฉพำะอุณหภูมิ


2.3 ค่ำคงที่สมดุล สมกำรทั่วไป aA +bB

cC + dD

ค่ำคงที่สมดุล มีค่ำเท่ำกับผลคูณของควำมเข้มข้นที่ภำวะสมดุลของผลิตภัณฑ์ หำรด้วย ผลคูณของควำมเข้มข้นที่ภำวะสมดุลของสำรตังต้น ควำมเข้มข้นแต่ละค่ำยกกำลังเท่ำกับ ตัวเลขนำหน้ำสำรนัน ในสมกำรที่ดุลแล้ว สมกำรนีเรียกว่ำกฏของสมดุลเคมี K is equal to a particular ratio of equilibrium product and reactant concentration terms at a particular temperature.


2.3 ค่ำคงที่สมดุล อย่ำงไรก็ตำม ควำมเข้มข้นที่ภำวะสมดุลมิดได้หมำยควำมว่ำควำมเข้มข้นของสำรตังต้นและ ผลิตภัณฑ์มีอยู่อย่ำงละ 50% พิจำรณำกำรทดลองและค่ำ k ต่อไปนี

1. เมื่อ K มีค่ำน้อย N2 (g) + O2 (g)

2NO (g) K = 1× 10-30

ปฏิกิริยำออกซิเจนชันของไนโตรเจนทีเ่ กิดขึนที่อุณหภูมิ 1000 K ปฏิกิริยำนีจะมีกำรเกิด NO2 (g) ขึนเพียงเล็กน้อยเท่ำนัน ระบบก็จะเข้ำสู่สภำวะสมดุล


2.3 ค่ำคงที่สมดุล 2. เมื่อ K มีค่ำมำก 2CO (g) + O2 (g)

2CO2 (g) K = 1× 1030

ปฏิกิริยำออกซิเจนชันของคำร์บอนมอนอกไซด์ที่อุณหภูมิ 1000 K ปฏิกิริยำนีจะมีกำรเกิด CO2 (g) ขึนจนอำจกล่ำวได้ว่ำ ปฏิกิริยำนีเกิดขึนอย่ำงสมบรูณ์ (go to completion) 2. เมื่อ K มีค่ำปำนกลำง (intermediate) 2BrCl (g)

Br2 (g) + Cl2 (g) K = 5

เมื่อพิจำรณำสมกำรและค่ำ K เรำจะสำมำรถทรำบได้ว่ำจำนวนสำรตังต้นและผลิตภัณฑ์มี อัตรำส่วนควำมเข้มข้นมำกน้อยกันอย่ำงไร


ภาพที่ 3 ค่า K กับความเข้มข้นของสาร


2.4 อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีและค่ำคงที่สมดุล กำรเขียนสมกำรค่ำ K อำจเขียนได้โดยตรงจำกสมกำรที่ดุลแล้ว ซึ่งไม่เหมือนในกรณีกำร เขียนค่ำ r (อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำ) ในเรื่องอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมี ซึ่งจะเขียนจำกสมกำร ไม่ได้ถ้ำไม่ใช่ปฏิกิริยำขันเดียว สำหรับสมกำรของปฏิกิริยำผันกลับได้ ไม่ว่ำปฏิกิริยำดำเนิน ไปขันเดียวหรือหลำยขัน สมกำรค่ำ K หรือกำรเขียนกฏของสมดุลเคมีสำมำรถเขียนได้โดย ไม่ต้องรู้กลไกของปฏิกิริยำ ถึงแม้ว่ำปฏิกิริยำมีหลำยขัน แต่ละขันย่อมเป็นปฏิกิริยำผันกลับ ได้ อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำไปข้ำงหน้ำและอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำย้อนกลับของแต่ละขัน เท่ำกัน ดังนันค่ำคงตัวสมดุลจึงไม่เกียวกับกลไกปฏิกิริยำ ดังเช่น 2A + B C + D มีกลไกขันเดียว K = k1 = [C][D] k2 [A]2[B]


2.4 อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีและค่ำคงที่สมดุล ถ้ำปฏิกิริยำนีมีกลไกสองขันดังนี 2A A2 A2 + B C+D สำหรับขันแรก K = k1 = [A2] k2 [A]2 ขันสอง K = k1 = [C][D] k2 [A2][B] K = k1k2 = [A2]×[C][D] ; [A]2 [A2][B]

K = [C][D] [A]2[B]

จะเห็นได้ว่ำ ไม่ว่ำปฏิกิริยำ 2A +B C + D มีกลไกขันเดียวหรือสองขัน ค่ำคงตัวสมดุล K = [C][D] เหมือนกัน ซึง่ จะเขียนสมกำรค่ำ K ได้จำกสมกำรที่ดุลแล้วโดยตรงได้ [A]2[B]


2.5 วิธีแสดงค่ำคงที่สมดุล 1. สมดุลเอกพันธ์ (Homogeneous equilibrium) หมำยถึง สมดุลของปฏิกิริยำที่สำรทังหมดในปฏิกิริยำอยู่วัฏภำคเดียวกัน ตัวอย่ำงได้แก่ กำร ทดลองข้ำงต้นคือปฏิกิริยำสลำยตัวของ N2O4 ในสถำนะก๊ำซ ซึง่ มีค่ำคงที่สมดุลดังแสดง K = [NO2]2 [N2O4] สัญลักษณ์ K ใช้เพื่อแสดงว่ำเรำเขียนค่ำคงที่สมดุลในรูปควำมเข้มข้น ซึง่ มีหน่วยเป็นโมลต่อ ลิตร หรือในบำงกรณีสำหรับปฏิกิริยำของก๊ำซ เรำอำจใช้ควำมดันย่อยแสดงควำมเข้มข้นก็ ได้ จำกควำมรู้ที่นักเรียนได้เรียนผ่ำนมำทรำบว่ำ ที่อุณหภูมิคงที่ ควำมดันของก๊ำซจะ สัมพันธ์โดยตรงกับควำมเข้มข้นของก๊ำซในหน่วย mol/dm3 หรือ P = (n/V)RT K = P2NO2 PN2O4 เมื่อ PNO2 และ PN2O4 เป็นควำมดันย่อยในหน่วย atm ของ NO2 และ N2O4 ตำมลำดับ ที่สภำวะสมดุลสัญลักษณ์ Kp หมำยควำมว่ำเรำแสดงควำมเข้มข้นในรูปของควำมดัน


2.5 วิธีแสดงค่ำคงที่สมดุล 1. สมดุลวิวิธพันธ์ (Heterogeneous equilibrium) หมำยถึง ภำวะสมดุลของปฏิกิริยำผันกลับได้ที่มีสำรตังต้นและสำรผลิตภัณฑ์ต่ำงวัฏภำคกัน ตัวอย่ำงเช่น เมื่อเผำแคลเซียมคำร์บนเนตในภำชนะปิด จะเกิดสมดุลดังนี CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g) จะเห็นว่ำของแข็งทังสองชนิดกับก๊ำซทีเ่ กิดขึนมีวัฏภำคหรือสถำนะต่ำงกัน เรำอำจเขียน ค่ำคงที่สมดุลดังนี KC = [CaO][CO2] [CaCO3] แต่มีปัญหำว่ำ เรำจะแดสงควำมเข้มข้นของของแข็งได้อย่ำงไร กำรที่ CaCO3 และ CaO เป็น ของแข็งบริสทุ ธิ์ทังคู่หมำยควำมว่ำควำมเข้มข้นของสำรทังสองนี (ในก้อนของแข็ง) ไม่ เปลี่ยนแปลงในขณะที่ปฏิกิริยำดำเนินไปทังนีเป็นเพรำะว่ำควำมเข้มข้นของของแข็ง (หรือ ของเหลวบริสุทธิ์) ต้องมีค่ำคงที่อุณหหูมิคงที่ และไม่ขนกั ึ บปริมำณของสำรที่มีอยู่ จำกเหตุนีจะเห็นว่ำเรำอำจเขียนสมกำรแสดงค่ำคงที่สมดุลสำหรับกำรสลำยตัวของCaCO3 ได้เป็น


2.5 วิธีแสดงค่ำคงที่สมดุล จำกเหตุนีจะเห็นว่ำเรำอำจเขียนสมกำรแสดงค่ำคงที่สมดุลสำหรับกำรสลำยตัวของCaCO3 ได้เป็น [CaCO3]KC = [CO2] [CaO] เนื่องจำกทัง [CaCO3] และ [CaO] มีค่ำคงทีแ่ ละ KC ก็เป้นค่ำคงที่สมดุล พจน์ตำ่ ง ๆ ทำง ซ้ำยมือของสมกำรจึงเป็นค่ำคงที่ทงหมด ั และจะเขียนสมกำรใหม่ได้เป็น KC = [CO2]


2.6 ควำมสัมพันธ์ของ KC และ KP พิจำรณำสมกำร

a A (g)

b B (g)

เมื่อ a และ b เป็นสัมประสิทธิจ์ ำนวนโมล ค่ำคงที่สมดุล KC คือ KC = [B]b [A]a และค่ำคงที่สมดุล KP คือ

KP = Pb B Pa A เมื่อ PA และ PB เป็นควำมดันย่อยของ A และ B ถ้ำสมมติว่ำก๊ำซทังสองเป็นก๊ำซสมบูรณ์แบบ จะได้ PA V = nA RT PA = nA RT V


2.6 ควำมสัมพันธ์ของ KC และ KP เมื่อ V เป็นปริมำตรของภำชนะบรรจุ ในทำนองเดียวกัน สำหรับก๊ำซ B PB V = nB RT PB = nB RT V แทนค่ำ PA และ PB นีลงในสมกำรของ KP จะได้ KP = (nB RT/V)b - (nB/V)b (RT)b-a (nA RT/V)a (nA/V)a เนื่องจำก nA/V และ nB/V มีหน่วยเป็น mol/dm3 จึงแทนได้ด้วย [A] และ [B] ตำมลำดับ จะได้ Kp = [B]b (RT)Δn [A]a = KC (RT)Δn เมื่อ Δn = b-a = จำนวนโมลของก๊ำซผลิตภัณฑ์ – จำนวนโมลของก๊ำซตังต้น โดยทั่วไป KP จะไม่เท่ำกับ KC ยกเว้นกรณี Δn = 0


ลองทำดู 1.

ก. ข. ค. ง. จ.

จงหำค่ำ K ของสมกำรต่อไปนี ในกรณีที่เกี่ยวกับก๊ำซ ให้หำทัง Kp และ Kc และ เขียนสมกำรแสดงควำมสัมพันธ์ KP กับ KC ด้วย 2NOCl (g) 2 NO (g) + Cl2 (g) COCl2 (g) CO (g) + Cl2 (g) NO (g) ½ N2 (g) + ½ O2 (g) Zn (s) + CO2 (g) ZnO (s) + CO (g) MgSO4 (s) MgO (s) + SO3 (g)

2. สมกำรของปฏิกิริยำ CaCO3(s) CaO (s) + CO2 (g) ที่อุณหภูมิ 800 ºC ควำมดัน ของ CO2 เท่ำกับ 0.236 atm จงคำนวณ (ก) KP (ข) KC ที่อุณหภูมินี 3. แอมโมเนียมคำร์บำเมต (NH4CO2NO2) สลำยตัวดังสมกำร NH4CO2NH2 (s) 2NH3 (g) + CO2 (g) ตอนเริ่มต้อนปฏิกิริยำมีแอมโมเนียมคำร์บำเมตที่เป็นของแข็งเพียงอย่ำงเดียว และเมื่ออุณหภูมิ 40ºC พบว่ำมีควำมดันของก๊ำซ (NH3 และ CO2) เท่ำกับ 0.363 atm จงคำนวณหำ ค่ำคงที่สมดุล (Kp)


การด้าเนินเข้าสู่ภาวะสมดุลของระบบ • ปฏิกิริยำสำมำรถเริ่มจำกด้ำนใดก็ได้ - ผลที่ได้จะมีลักษณะเช่นเดียวกัน O

O N

O

N

O

N O

N2O4

O N

O

O NO2


N2O4

NO2

NO2

ควำมเข้มข้น

N2O4

ควำมเข้มข้น

ควำมเข้มข้น

N2O4

NO2

เวลำ

เวลำ

เวลำ เริ่มต้นมี NO2 อย่ำงเดียว

เริ่มต้นมี N2O4 อย่ำงเดียว

เริ่มต้นมี N2O4 และ NO2

ที่สมดุลควำมเข้มข้นของ NO2 และ N2O4 ไม่เท่ำกัน


กราฟของสมดุลเคมี 1. กรำฟอัตรำกับเวลำ X2 + 2Y2

อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำ

X2 + 2Y2

2XY2

2XY2

X2 + 2Y2

2XY2

X2 + 2Y2

เวลำ (s)

2XY2


2.กรำฟระหว่ำงควำมเข้มข้นกับเวลำ ก. สำรตังต้นเหลือน้อยกว่ำผลิตภัณฑ์ Y

[Y]

ควำมเข้มข้น

X

[X] < [Y]

[X]

เวลำ


ข. สำรตังต้นเหลือมำกกว่ำผลิตภัณฑ์ Y

[X]

ควำมเข้มข้น

X

[X] > [Y]

[Y]

เวลำ


ค. สำรตังต้นเหลือเท่ำกับผลิตภัณฑ์ Y

[X]

ควำมเข้มข้น

X

[X] > [Y]

[Y]

เวลำ


2.7 องค์ประกอบที่มีผลต่อสมดุลเคมี สิ่งที่ท้าให้สมดุลของระบบเปลี่ยนแปลงคือ 1. ควำมเข้มข้น 2. อุณหภูมิ อธิบำยโดยหลักของเลอซำเตอลิเอ 3. ควำมดัน 4. กำรเติมก๊ำซเฉื่อย 5. กำรเติมตัวเร่งปฏิกิริยำ (ไม่มีผลต่อสมดุล แต่มีผลต่ออัตรำเร็วของกำร เกิดปฏิกิริยำ) หลักของเลอชาเตอลิเอ (Le Chatelier’s Principle) กล่าวว่า “ เมื่อระบบอยู่ในสมดุล ถ้ำสภำวะของระบบเปลี่ยนไป ระบบจะมีกำรกระทำไปใน ทิศทำงที่จะทำให้ภำวะสมดุลกลับคืน” หรือ “เมื่อสิ่งที่ผลต่อสมดุล (ควำมเข้มข้น อุณหภูมิหรือควำมดัน) มำรบกวนระบบ ที่อยู่ ณ ภำวะสมดุล จะทำให้สมดุลเปลี่ยนไปในทิศทำงตรงข้ำมกับสิง่ รบกวนนัน เพื่อที่จะเกิดสมดุลใหม่ต่อไป”


2.7 องค์ประกอบที่มีผลต่อสมดุลเคมี 1. การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้น เมื่อระบบอยู่ในสมดุล เพิ่มควำมเข้มข้นของสำรตังต้น = เกิดปฏิกิริยำเลื่อนไปทำงขวำ ลดควำมเข้มข้นของสำรตังต้น = เกิดปฏิกิริยำเลื่อนไปทำงซ้ำย เพิ่มควำมเข้มข้นของสำรผลิตภัณฑ์ = เกิดปฏิกิริยำเลื่อนไปทำงซ้ำย ลดควำมเข้มข้นของสำรผลิตภัณฑ์ = เกิดปฎิกิริยำเลื่อนไปทำงขวำ

ตัวอย่าง จำกสมกำร A + B C+D เพิ่ม [A] สมดุลเลื่อนไปทำงขวำ (ตำมหลักของเลอชำเตอลิเอ สมดุลจะปรับตัว เพื่อลด [A]) และ ณ สมดุลใหม่ [A] จะเพิ่มขึน [B] จะลดลง [C] และ [D] จะเพิ่มขึนเทียบกับสมดุลเดิม ลด [C] สมดุลเลื่อนไปทำงขวำ (ตำมหลักของเลอชำเตอลิเอ สมดุลจะปรับตัว เพื่อเพิ่ม [A]) และ ณ สมดุลใหม่ [A], [B], [C] จะลดลง แต่ [D] จะเพิ่มขึนเทียบกับสมดุลเดิม


2.7 องค์ประกอบที่มีผลต่อสมดุลเคมี หมายเหตุ 1. ถ้ำเพิ่มควำมเข้มข้นของสำรใด สำรนันจะเพิ่มเสมอ เมื่อเทียบกับสมดุลเดิม 2. ถ้ำลดควำมเข้มข้นของสำรใด สำรนันจะลดเสมอ เมื่อเทียบกับสมดุลเดิม พิจำรณำสมดุลในปฏิกิริยำต่อไปนี BaSO4 (g)

Ba2+ (aq) + SO42- (aq)

ถ้ำเติมสำรละลำย Na2SO4 ลงไปเล็กน้อย จะมีผลต่อสภำวะสมดุลของปฏิกิริยำนีได้อย่ำงไร …………………………………………………………………………………………… พิจำรณำค่ำคงที่สมดุลที่สภำวะสมดุล K = …………….. แต่เติม Na2SO4 ลงไป จะทำให้ K = ……………...


2.7 องค์ประกอบที่มีผลต่อสมดุลเคมี จะเห็นได้อย่ำงชัดเจนว่ำ ระบบจะเข้ำสูส่ ภำวะสมดุลได้อีกก็ต่อเมื่อควำมเข้มข้น Ba2+ หรือ SO42อย่ำงใดอย่ำงหนึ่งต้องลดลง ผลก็คือเมื่อ BaSO4 ตกตะกอนมำกขึนจะทำให้ปริมำณของ Ba2+ ในสำรละลำยลดลง จนเมื่อผลคูณของ [Ba2+ ][SO42-] มีค่ำเท่ำกับ K ระบบก็จะเข้ำสู่ สภำวะสมดุลอีกครังหนึง่


2.7 องค์ประกอบที่มีผลต่อสมดุลเคมี 1. การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ผลของอุณหภูมิต่อสภำวะสมดุล แยกพิจำรณำออกเป็น 2 กรณี

กรณีที่ 1: ปฏิกิริยำคำยควำมร้อน (หมำยถึงปฏิกิริยำไปข้ำงหน้ำคำยควำมร้อน ปฏิกิริยำย้อนกลับดูดควำมร้อนร้อน (-ΔH) A+B

C + D +energy

1. เพิ่ม T (ให้ควำมร้อนแก่ระบบ) ปฏิกิริยำเลื่อนไปทำงซ้ำย (ไปในทิศทำงดูดควำมร้อน) สมดุลใหม่ [A], [B] เพิ่ม แต่ [C],[D] ลดลง อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำจะเพิ่มขึนเพรำะ T สูงขึน ค่ำ K ลดลง (เนื่องจำกปฏิกิริยำเลื่อนไปทำงซ้ำย) 2. ลด T (ลดควำมร้อนของระบบ) ปฏิกริ ิยำเลื่อนไปทำงขวำ (ไปในทิศทำงคำยควำมร้อน) สมดุลใหม่ [A], [B] ลดลง แต่ [C],[D] เพิ่ม อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำจะลดลงพรำะ T ลดลง ค่ำ K เพิ่มขึน (เนื่องจำกปฏิกิริยำเลื่อนไปทำงขวำ)


2.7 องค์ประกอบที่มีผลต่อสมดุลเคมี 1. การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ผลของอุณหภูมิต่อสภำวะสมดุล แยกพิจำรณำออกเป็น 2 กรณี

กรณีที่ 2: ปฏิกิริยำดูดควำมร้อน (หมำยถึงปฏิกิริยำไปข้ำงหน้ำดูดควำมร้อน ปฏิกิริยำย้อนกลับคำยควำมร้อนร้อน (ΔH) A + B + energy

C+D

1. เพิ่ม T (ให้ควำมร้อนแก่ระบบ) ปฏิกิริยำเลื่อนไปทำงขวำ (ไปในทิศทำงคำยควำมร้อน) สมดุลใหม่ [A], [B] ลดลง แต่ [C],[D] เพิ่มขึน อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำจะเพิ่มขึนเพรำะ T สูงขึน ค่ำ K เพิ่มขึน 2. ลด T (ลดควำมร้อนของระบบ) ปฏิกริ ิยำเลื่อนไปทำงซ้ำย (ไปในทิศทำงดูดควำมร้อน) สมดุลใหม่ [A], [B] เพิ่มขึน แต่ [C],[D] ลดลง อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำจะลดลงพรำะ T ลดลง ค่ำ K ลดลง


2.7 องค์ประกอบที่มีผลต่อสมดุลเคมี 3. การเปลี่ยนแปลงความดัน ปรกติควำมดันไม่มีผลต่อสมดุลของสำรในสถำนะของเหลวหรือของแข็ง แต่ควำมเข้มข้น ของก๊ำซจะมีกำรเปลี่ยนแปลงอย่ำงมำก เมื่อควำมดันเปลี่ยนไป PV = nRT P = (n/V)RT จะเห็นได้ว่ำ P และ V แปรผกผันกัน ปริมำตรน้อย = ควำมดันมำก ปริมำตรมำก = ควำมดันน้อย เนื่องจำก n/V คือควำมเข้มข้นของก๊ำซในหน่วย mol/dm3 ดังนัน ควำมเข้มข้นแปรผัน โดยตรงกับควำมดัน การเปลี่ยนแปลงความดันจะมีผลต่อสภาวะสมดุล ซึ่งจะพิจำรณำเป็น 3 กรณี ได้แก่ กรณีที่ 1 : จำนวนโมลของก๊ำซสำรตังต้น เท่ำกับ จำนวนโมลของก๊ำซผลิตภัณฑ์ กรณีที่ 2 : จำนวนโมลของก๊ำซสำรตังต้น มำกกว่ำ จำนวนโมลของก๊ำซผลิตภัณฑ์ กรณีที่ 3 : จำนวนโมลของก๊ำซสำรตังต้น น้อยกว่ำ จำนวนโมลของก๊ำซผลิตภัณฑ์


2.7 องค์ประกอบที่มีผลต่อสมดุลเคมี พิจำรณำ กรณีที่ 1 เช่น N2 (g) + O2 (g) 2 NO (g) เนื่องจำกจำนวนโมลของก๊ำซตังต้นเท่ำกับจำนวนโมลของก๊ำซผลิตภัณฑ์กำรเปลี่ยนแปลง ควำมดัน จะไม่มีผลต่ออัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมี

พิจำรณำ กรณีที่ 2 เช่น N2 (g) + 3H2 (g) 2 NH3 (g) เพิ่มความดัน (หรือลดปริมำตร) สมดุลจะเลื่อนจำกซ้ำยไปขวำ (ปรับตัวเพื่อลดควำมดัน) สมดุลใหม่ ปริมำณของสำรตังต้นจะลดลง ปริมำณของสำรผลิตภัณฑ์จะเพิ่มขึน ลดความดัน (หรือเพิ่มปริมำตร) สมดุลจะเลื่อนจำกขวำไปซ้ำย (ปรับตัวเพื่อเพิ่มควำมดัน) สมดุลใหม่ ปริมำณของสำรตังต้นจะเพิ่มขึน ปริมำณของสำรผลิตภัณฑ์จะลดลง พิจำรณำ กรณีที่ 3 เช่น PCl3 (g) PCl3 (g) + Cl2(g) กำรเพิ่มและลดควำมดันจะให้ผลตรงกันข้ำมกับกรณีที่ 2


2.7 องค์ประกอบที่มีผลต่อสมดุลเคมี 4. การเติมก๊าซเฉื่อย กำรเติมก๊ำซเฉื่อย (ก๊ำซที่ไม่ทำปฏิกิริยำกับสำรอื่น ๆ) เข้ำไปในระบบของก๊ำซใด ๆ ซึง่ ทำ ปฏิกิริยำกันจนเข้ำสู่สภำวะสมดุลแล้ว จะมีผลทำให้ควำมดันทังหมดภำยในระบบเพิ่มขึน แต่จะไม่ทำให้ควำมดันย่อยหรือควำมเข้มข้นของสำรใดสำรหนึ่งเปลี่ยนแปลง ควำมดันที่ เพิ่มขึนจึงไม่มีผลต่อตำแหน่งของสภำวะสมดุล 5. การเติมตัวเร่งปฏิกิริยา เรำทรำบจำกกำรศึกษำเรื่องอัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำเคมีแล้วว่ำ ตัวเร่งปฏิกิริยำจะทำให้ พลังงำนกระตุ้นของปฏิกิริยำลดต่ำลง ปฏิกิริยำจึงเกิดขึนได้เร็วขึน แต่จะไม่มีผลต่อค่ำคงที่ สมดุล เพียงแต่ปฏิกิริยำจะเข้ำสู่สภำวะสมดุลได้เร็วขึนเท่ำนัน


Summation (เพิ่มเติม)  ถ้ามีการเพิ่มหรือลด สารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์ จะไม่ส่งผลต่อค่า Kc  ความดันและปริมาตรเป็นปัจจัยที่มีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน กล่าวคือ ความ ดันมาก ปริมาตรจะน้อย/ ความดันน้อย ปริมาตรจะมาก ซึ่งจะส่งผลต่อสถานะ

แก๊สเท่านั้น  การเปลี่ยนความดันและปริมาตรของระบบจะไม่ส่งผลต่อค่า Kc  การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจะมีผลต่อค่า Kc โดยตรง กล่าวคือ ถ้าปฎิกิริยาเป็นคายความร้อน ค่า Kc จะลดลง เมื่อเพิ่ม temp. ถ้าปฎิกิริยาเป็นดูดความร้อน ค่า Kc จะเพิ่มขึ้น เมื่อเพิ่ม temp. นอกนั้นไม่มีผลต่อ ค่า Kc


ลองทำดู 1. จงเติมคำว่ำ “เพิ่มขึน” “ลดลง” หรือ “ไม่เปลี่ยนแปลง” ถ้ำมีกำรรบกวนสมดุลของปฏิกิริยำต่อไปนี ลงในช่องว่ำงให้ถูกต้อง H2 (g) + Cl2 (g) 2 HCl (g) + 68 kJ การเปลี่ยนแปลง

[Cl2]

[HCl]

K

เติมอุณหภูมิให้กับระบบ

เพิ่มขึน

ลดลง

ลดลง

เพิ่มปริมำตรให้กับระบบ

ไม่เปลี่ยนแปลง

ไม่เปลี่ยนแปลง

ไม่เปลี่ยนแปลง

2. ปฏิกิริยำกำรเตรียมแอมโมเนีย N2(g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) ปฏิกิริยำนีเป็นปฏิกิริยำดูด ควำมร้อน ในอุตสำหกรรมต้องกำรให้ได้ผลิตภัณฑ์มำกที่สุดคือปฏิกิริยำเลื่อนจำกซ้ำยไป ขวำอำศัยควำมรู้เรื่องหลักของเลอซำเตอลิเอในกำรทำให้ได้ NH3 มำก ๆ สำมำรถทำได้โดย วิธีใดบ้ำง บอกมำ 3 กรณี


2.8 กำรคำนวณเกี่ยวกับค่ำคงที่สมดุล ตัวอย่างที่1 ที่สภำวะอุณหภูมิสูงกำรเผำไหม้ของแก๊สโซลีนในกระบอกสูบเครื่องยนต์ N2 และ O2 จะ เกิดปฏิกิริยำดังสมกำร (1) N2 (g) + O2 (g) 2 NO (g) K= 4.3x 10-25 (2) 2NO (g) + O2 (g) 2 NO2 (g) K= 6.4x 109 จงคำนวณหำค่ำ K ของปฏิกิริยำรวม สมกำร (1) + (2) (1) (2) ปฏิกิริยำรวม :

N2 (g) + O2 (g) 2NO (g) + O2 (g) N2 (g) + 2O2 (g) K รวม =

[NO2]2 [N2][O2]

2 NO (g) 2 NO2 (g) 2 NO2 (g)


2.8 กำรคำนวณเกี่ยวกับค่ำคงที่สมดุล หรือเขียน K ของแต่ละสมกำรได้ (1) K1 = (2)

[NO2]2 [N2][O2] K2 = [NO2]2 [NO]2[O2] K รวม = K1 x K2 K รวม = [NO2]2 x [NO2]2 [N2][O2] [NO]2[O2] K รวม = [NO2]2 [N2][O2]2 K = (4.3x 10-25)(6.4x 109) = 2.8x 10-15


2.8 กำรคำนวณเกี่ยวกับค่ำคงที่สมดุล หลักกำรคำนวณหำค่ำ K เพื่อทรำบควำมเข้มข้นของสำร 1. เขียนสมกำรของปฏิกิริยำพร้อมดุลสมกำรนัน 2. หำจำนวนโมลหรือ โมล/ลิตร เมื่อเริ่มต้นปฏิกิริยำ (Initial) หรือ t = 0 3. หำจำนวนโมลหรือ โมล/ลิตร ที่เปลี่ยนแปลงไป เนื่องจำกเกิดปฏิกิริยำโดย กำหนดให้ จำนวนโมลที่หำยไปเป็นลบ (สำรตังต้น) จำนวนโมลที่เพิ่มขึนเป็นบวก (สำร ผลิตภัณฑ์) 4. หำจำนวนโมล หรือ โมล/ลิตร ณ จุดสมดุล (Final) หรือ t = te โดยนำ ข้อ 2 + ข้อ 3 ตำม เครื่องหมำยบวกลบนัน ๆ แล้วเปลี่ยนจำนวนโมล ณ จุดสมดุลให้เป็นโมล/ลิตร แล้วจึง แทนค่ำควำมเข้มข้นในสมกำรค่ำ K


2.8 กำรคำนวณเกี่ยวกับค่ำคงที่สมดุล ลักษณะของปัญหา ตัวอย่างที่ 2 กำหนดปริมำณหรือควำมเข้มข้นของสำรให้ แล้วหำค่ำ K ปฏิกิริยำ 2 NO2 (g) 2 NO (g) + O2 (g) เมื่อนำ NO2, NO และ O2 อย่ำงละ 1, 0.8 และ 0.2 โมล ตำมลำดับ ใส่ลงในภำชนะขนำด 1 ลูกบำศก์เดซิเมตร ที่ภำวะสมดุล พบว่ำ มี O2 อยู่ 0.3 โมล ถ้ำลดปริมำตรของภำชนะลงครึง่ หนึง่ จงคำนวณหำค่ำคงที่สมดุลที่ภำวะ สมดุลใหม่

ขันที่ 1 เขียนสมกำร ขันที่ 2 หำโมลเริ่มต้น

2 NO2 (g)

2 NO (g) + O2 (g)

1.0

0.8

0.2

mol/dm3

-2a

+2a

+a

mol/dm3

1 - 2a

0.8 + 2a 0.2 + a

ขันที่ 3 หำโมลที่เปลี่ยนแปลง ขันที่ 4 หำโมลที่ภำวะสมดุล mol/dm3


2.8 กำรคำนวณเกี่ยวกับค่ำคงที่สมดุล โจทย์บอกว่ำที่สมดุลมี O2 อยู่ 0.3 โมล ดังนัน 0.2 + a = 0.3 a = 0.1 K1 =

[NO2]2 [N2][O2] แทนค่ำ = [1]2[0.3] [0.8]2 = 0.47 และเมื่อลดปริมำตรภำชนะลงครึง่ หนึง่ โดยที่อุณหภูมิคงที่จะไม่มีผลต่อกำรเปลี่ยนแปลง ค่ำคงที่ สมดุล


2.8 กำรคำนวณเกี่ยวกับค่ำคงที่สมดุล ลักษณะของปัญหา ตัวอย่างที่ 3 กำหนดค่ำ K ให้ เพื่อคำนวณหำควำมเข้มข้นของสำร นำ H2 มำ 44.8 dm3 ที่ STP ทำปฏิกิริยำกับ I2 44.8 dm3 ที่ STP ที่อุณหภูมิ 250 ºC ในภำชนะ 2 ลิตร ที่ภำวะสมดุลมีค่ำ K เท่ำกับ 4 จงหำควำมเข้มข้นของ H2, I2 และ HI ณ ภำวะสมดุล

ขันที่ 1 เขียนสมกำร ขันที่ 2 หำโมลเริ่มต้น

H2 (g) +

44.8/22.4 = 2 ขันที่ 3 หำโมลที่เปลี่ยนแปลง -a ขันที่ 4 หำโมลที่ภำวะสมดุล 2–a หรือ (2-a)/2

I2(g) 44.8/22.4 = 2 -a 2-a (2 – a)/2

2HI (g) 0

mol

+2a

mol

2a a

mol mol/dm3


2.8 กำรคำนวณเกี่ยวกับค่ำคงที่สมดุล สมกำรค่ำคงที่สมดุลคือ K

H2 (g) + =

I2(g)

2HI (g)

[HI]2 [H2][I2] โจทย์บอกว่ำค่ำคงที่สมดุลเท่ำกับ 4 ดังนัน 4 = [a]2 = [a]2 [(2-a/)2][(2-a)/2] [(2-a/)2]2 แทนค่ำ 2 = [a] [(2-a)/2] 2 x (2-a)/2 = a 2 –a = a a = 1 mol/dm3 ที่สภำวะสมดุลใหม่ [HI] = a = 1 mol/dm3, [H2] = [I2] = (2-a)/2 = ½ mol/dm3


ลองทำดู 1.

ที่สภำวะสมดุล ค่ำ Kc ของสมกำร H2(g) + CO2(g) H2O(g) + CO(g) เท่ำกับ 4.2 ที่อุณหภูมิ 1650 ºC เมื่อเริ่มปฏิกิริยำนำ CO2 0.8 โมล ฉีดเข้ำไปในภำชนะขนำด 5 ลิตร ที่ มี H2 อยู่ 0.80 โมล จงคำนวณหำควำมเข้มข้นของสำรตังต้นและสำรผลิตภัณฑ์ที่ภำวะสมดุล

2.

สำหรับปฏิกิริยำ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) K เท่ำกับ 4 ที่อุณหภูมิที่ กำหนดให้ ถ้ำใส่ CO = 0.6 โมล และ H2O = 0.6 โมล ในภำชนะ 2 ลิตร ที่อณ ุ หภูมิเดียวกัน ที่ภำวะสมดุลมี CO2 อยู่กี่โมล

3.

เมื่อปล่อยให้ 0.5 โมล ของ A สลำยตัวจนอยู่ในสภำวะสมดุล กับ B ในภำชนะขนำด 1 dm3 ที่ 25ºC ตำมสมกำร A(g) 2B(g) ถ้ำค่ำ K ของปฏิกิริยำเท่ำกับ 8 จงคำนวณหำควำม เข้มข้นของสำร A และ B ที่สภำวะสมดุล


The reaction qoutient, Q  The reaction qoutient, Q คือ ผลคูณความเข้มข้น หรือผลคูณ ไอออนสาหรับปฏิกิริยาใดๆ

aA + bB

cC +d D Q = [C]c[D]d ใช้ค่ำควำมเข้มข้น [A]a [B]b ณ จุดใดๆ Q < Kc ปฏิกิริยาจะดาเนินไปข้างหน้าจนกว่าจะเข้าสู่สภาวะสมดุล Q = Kc ระบบเข้าสู่สมดุล Q > Kc ปฏิกิริยาจะย้อนกลับจนกว่าจะเข้าสู่สภาวะสมดุล


ตัวอย่าง จำกสมกำร N2 (g) + 3H2 (g) 2 NH3 (g) ที่500 oC มีค่ำ Kc = 6.0 x 10-2 L2. mol-2 จงทำนำยทิศทำงของปฏิกิริยำเพื่อเข้ำสู่ สภำวะสมดุล เมื่อ [NH3]0 = 1.0x10-3M, [N2]0 = 1.0x10-2M, [H2]0 = 2.0x10-3M


2.9 สมดุลของกำรละลำยของเกลือที่ละลำยนำได้น้อย ควำมสำมำรถในกำรละลำย (Solubility) ของสำร หมำยถึง ควำมสำมำรถของสำรที่จะละลำยในสำรอื่น จนเป็นสำรละลำยอิ่มตัว เมื่อนำสำรละลำยเกลือที่ละลำยนำได้น้อย ตัวอย่ำงเช่นภำวะสำรละลำยอิ่มตัวของเกลือ AgCl เขียนสำรกำรได้เป็น AgCl (s)

Ag+ (aq) + Cl- (aq)

สภำวะสมดุล อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำไปข้ำงหน้ำ = อัตรำกำรเกิดปฏิกิริยำย้อนกลับ สภำวะที่สำรละลำยอิ่มตัว อัตรำกำรละลำย = อัตรำกำรตกผลึก สำมำรถเขียนค่ำคงทีส่ มดุลของปฏิกิริยำนีได้ว่ำ K = [Ag+][Cl-]


2.9 สมดุลของกำรละลำยของเกลือที่ละลำยนำได้น้อย ค่ำ K ในกรณีนีจะเขียนว่ำ Ksp (Solubility product constant) และควำมสำมำรถในกำรละลำยจะเขียน ในรูปของควำมเข้มข้นของไอออนในหน่วย mol/L ยกกำลังด้วยเลขสัมประสิทธิ์จำนวนโมล ของแต่ละไอออนในสมกำรที่ดุลแล้ว ตัวอย่ำงเช่น MgF2 MgF2 (s) Mg2+ (aq) + 2F- (aq) Ksp = [Mg2+][F-]2 Ag2CO3 Ag2CO3 (s) 2Ag+ (aq) + CO32- (aq) Ksp = [Ag+]2[CO32-]

เรำจะเขียนค่ำ Ksp ของสมกำรทั่วไปได้ว่ำ Ax By (s)

x Aa+ (aq) + y B b- (aq)

Ksp = [Aa+]x [B b- ]y


2.9 สมดุลของกำรละลำยของเกลือที่ละลำยนำได้น้อย ค่ำ Ksp จะทำให้เรำทรำบถึง 1. ควำมสำมำรถในกำรละลำยของสำรประกอบ ว่ำละลำยได้เท่ำใดแค่ไหนที่อุณหภูมิคงที่ (25ºC) 2. เปรียบเทียบกำรละลำยนำของสำรประกอบต่ำง ๆ ว่ำสำรใดละลำยนำได้ดีมำกกว่ำกัน โดยปรกติสำรที่มีค่ำ Ksp มำกละลำยนำได้ดีกว่ำสำรที่มีค่ำ Ksp น้อย 3. นอกจำกนียังบ่งบอกถึงสภำวะของสำรนัน ๆ ว่ำ ขณะนันเป็นสำรละลำยอิ่มตัว หรือยัง สำมำรถละลำยได้อีก เช่น AgCl มีค่ำ Ksp = 1.6x 10-10 และให้ Q แทนค่ำผลคูณของกำร ละลำยที่สภำวะต่ำง ๆ Q = [Ag+][Cl-] ถ้ำ Q < Ksp Unsaturated solution Q = Ksp Saturated solution Q > Ksp Supersaturated solution; AgCl will precipitate out until the product of the ionic concentrations is equal to 1.6x 10-10


2.9 สมดุลของกำรละลำยของเกลือที่ละลำยนำได้น้อย ตัวอย่างการค้านวณเกี่ยวกับค่า Ksp ตัวอย่างที่ 4 กำรละลำยของซิลเวอร์ซัลเฟต Ag2SO4 ละลำยได้ 1.5x 10-2 โมลต่อลิตร ที่อุณหภูมิ 25ºC จงคำนวณหำค่ำ Ksp ของซิลเวอร์ซัลเฟต เขียนสมกำรกำรเกิดปฏิกิริยำ Ag2SO4 (s) 2 Ag+ (aq) + SO42- (aq) จำกสมกำรจะเห็นได้ว่ำ 1 โมลของ Ag2SO4 จะให้ Ag+ 2 โมล และ SO42- 1 โมล ใน สำรละลำย ดังนันถ้ำ Ag2SO4 1.5x 10-2 โมล ละลำยเป็น 1 ลิตร จะมีควำมเข้มข้นของแต่ละ ไอออนเป็น [Ag+] = 2(1.5x 10-2) = 3.0x10-2 โมลต่อลิตร [SO42-] = 1.5x 10-2 โมลต่อลิตร ดังนัน จึงหำค่ำ Ksp ได้ว่ำ Ksp = [Ag+]2[SO42-] = (3.0x10-2)2 (1.5x10-2) = 1.4 x 10-5


2.9 สมดุลของกำรละลำยของเกลือที่ละลำยนำได้น้อย ตัวอย่างการค้านวณเกี่ยวกับค่า Ksp ตัวอย่างที่ 5 Cu(OH)2 มีค่ำ Ksp เท่ำกับ 2.2 x 10-20 เมื่อให้ Cu(OH)2 ละลำยในนำ จะละลำยได้กี่กรัมที่ อุณหภูมิ 25ºC เขียนสมกำรกำรเกิดปฏิกิริยำ Cu(OH)2 (s) Cu2+ (aq) + 2OH- (aq) โมลเริ่มต้น 0 0 โมลที่เปลี่ยน +a +2a โมลที่สภำวะสมดุล a 2a Ksp = [Cu2+][OH-]2 2.20x 10-20 = (a) (2a)2 a3 = (2.20x 10-20) / 4 a3 = 5.5x 10-21 a = 1.8x 10-7 mol/dm3


2.9 สมดุลของกำรละลำยของเกลือที่ละลำยนำได้น้อย เรำทรำบนำหนักโมเลกุลของ Cu(OH)2 เท่ำกับ 97.57 g/mol ดังนัน Cu(OH)2 จะละลำยได้

= 1.8x 10-7 mol Cu(OH)2 x 1 L solution = 1.8 x 10-5 g/L

97.57g Cu(OH)2 1 mol Cu(OH)2

ลองท้าดู กำรละลำยของซิลเวอร์ซัลเฟต AgCl ถ้ำค่ำ Ksp เท่ำกับ 1.6x 10-10 ที่อุณหภูมิ 25ºC ถ้ำขณะนี มีควำมเข้มข้นของ Ag+ เท่ำกับ 1.6x 10-5 โมลต่อลิตรและควำมเข้มข้นของ Cl- เท่ำกับ 2.0x 10-5 โมลต่อลิตรจงทำนำยว่ำสำรละลำยอิ่มตัวหรือยัง


power point