วิทยาศาสตร์

1. ทฤษฎีที่อธิบายการเกิดปฏิกิริยาเคมี
โรงเรียนเฉลิมพระเกียรติสมเด็จพระศรีนครินทร์ กาญจนบุรี
ในพระราชูปถัมภ์สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี สานักงานเขตพื้นที่การศึกษา
มัธยมศึกษา เขต 8
พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี

2. 6.2 แนวคิดเกี่ยวกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
6.1 ความหมายของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
6.3 พลังงานกับการดาเนินไปของปฏิกิริยาเคมี
6.4 ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
Content
Rate of chemical reac

3. ปฏิกิริยาเคมี (chemical reaction)
ชนิดของปฏิกิริยาเคมี
ปฏิกิริยาเนื้อเดียว (Homogeneous Reaction)
3H2(g) + N2(g) 2NH3(g)
ปฏิกิริยาเนื้อผสม (Heterogeneous Reaction)
Mg(s) + 2HCl(aq) MgCl2(aq) +H2(g)
คือ กระบวนการที่สารตั้งต้นเกิดการเปลี่ยนแปลง ส่งผลให้เกิดสาร
ชนิดใหม่ขึ้นมาซึ่งสารใหม่จะมีสมบัติแตกต่างไปจากเดิม
เช่น AgNO3(aq) + NaCl(aq) AgCl(s) + NaNO3 (aq)
แนวคิดเกี่ยวกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี

4. ทฤษฏีที่อธิบายการเกิดปฏิกิริยาเคมี
1.ทฤษฏีการชน (The Collision Theory)
2.ทฤษฏีสารเชิงซ้อนกัมมันต์ (The Activated Complex Theory)
หรือทฤษฎีทรานซิชันสเตด (The Transition state theory)
แนวคิดเกี่ยวกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี

5. ทฤษฏีการชน (The Collision Theory)
“ปฏิกิริยาเคมีจะเกิดได้ก็ต่อเมื่อ โมเลกุลของสารตั้งต้นจะต้องชนกัน
ในทิศทางที่เหมาะสม และพลังงานหลังการชนต้องมีค่ามากกว่า
พลังงานกระตุ้น (activation energy, Ea)”
การเกิดปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับ
ทิศทางการชน
การชน
พลังงานกระตุ้น (Ea)
K + CH3I KI + CH3
แนวคิดเกี่ยวกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี

6. ปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดปฏิกิริยาในทฤษฏีการชน
1. อุณหภูมิ (temperature)
2. ความเข้มข้นของสารตั้งต้น (concentration)
- ความถี่ของการชน
ทฤษฏีการชน (The Collision Theory)
- พลังงานของโมเลกุล
- ความถี่ของการชน
แนวคิดเกี่ยวกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี

7. 3. พื้นที่ผิวสัมผัส surface area
4. ตัวเร่งปฏิกิริยา (Catalyst)
low surface area high surface area
ปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดปฏิกิริยาในทฤษฏีการชน
ทฤษฏีการชน (The Collision Theory)
- โอกาสในการชน
- พลังงานกระตุ้น
แนวคิดเกี่ยวกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี

8. ปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดปฏิกิริยาในทฤษฏีการชน
ทฤษฏีการชน (The Collision Theory)
แนวคิดเกี่ยวกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ทิศทางการชน
ความถี่ของการชน
พลังงานกระตุ้น (Ea)
อุณหภูมิ
ความเข้มข้นของสารตั้งต้น
พื้นที่ผิวสัมผัส
ตัวเร่งปฏิกิริยา (Catalyst)

9. ทฤษฏีสารเชิงซ้อนกัมมันต์ (The Activated Complex Theory)
หรือทฤษฎีทรานซิชันสเตด (Transition state theory)
“การเข้าชนของสารตั้งต้นในลักษณะที่เหมาะสมจะเกิดสารใหม่ เรียกว่า
สารเชิงซ้อนกัมมันต์(activated complex) จากนั้นสารเชิงซ้อนกัมมันต์
จะสลายเป็นผลิตผลต่อไป”
(สภาวะที่มีเสถียรและมีพลังงานสูง )
activatedcomplex
แนวคิดเกี่ยวกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี

10. ปฏิกิริยาจะเกิดได้ก็ต่อเมื่อโมเลกุลมีพลังงานอย่างน้อยเท่ากับพลังงานกระตุ้น
ทฤษฏีสารเชิงซ้อนกัมมันต์ (The Activated Complex Theory)
หรือทฤษฎีทรานซิชันสเตด (Transition state theory)
แนวคิดเกี่ยวกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี

11. ทฤษฏีสารเชิงซ้อนกัมมันต์ (The Activated Complex Theory)
หรือทฤษฎีทรานซิชันสเตด (Transition state theory)
แนวคิดเกี่ยวกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี

12. ปฏิกิริยาดาเนินได้ 2 แบบ ได้แก่
ปฏิกิริยาดูดพลังงานหรือดูดความร้อน (Endothermic Reaction)
ปฏิกิริยาคายพลังงานหรือคายความร้อน (Exothermic Reaction)
พิจารณาปฏิกิริยา A + B C + D
พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี

13. พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
E1 = พลังงานของสารตั้งต้น
E1
E2 = พลังงานของสารเชิงซ้อมกัมมันต์
E3 = พลังงานของสารผลิตภัณฑ์
E2
E3
Ear = E2-E1 (พลังงานกระตุ้นสาหรับการที่ reactant เปลี่ยนไปเป็น activated complex)
Eap = E2-E3
(พลังงานกระตุ้นสาหรับการที่ product เปลี่ยนไปเป็น activated complex )
ΔE
(Ea)
ΔE = พลังงานของปฏิกิริยา ∆E = Eproduct-Ereactant
= E3 - E1
กราฟการเปลี่ยนแปลงพลังงาน

14. พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
อธิบายกราฟ
พลังงานของปฏิกิริยาไม่เกี่ยวข้องกับพลังงานก่อกัมมันต์
สารตั้งต้นมีพลังงาน E1 เมื่อชนกันแล้วกลายเป็น activated complex ที่มีพลังงานเท่ากับ E2
หลังจากนั้นจะเปลี่ยนไปเป็นผลิตภัณฑ์ ที่มีพลังงานเท่ากับ E3 ซึ่งมีค่าน้อยกว่า E1
ระบบจึงคายพลังงานออกมามีค่าเท่ากับ ∆E
E1
E2
E3
(∆E)
(Ea)

15. สารผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นมีพลังงานต่ากว่าสารตั้งต้น (คายออกจึง
เหลือพลังงานน้อยกว่าเดิม)
ปฏิกิริยาคายพลังงานหรือคายความร้อน (Exothermic Reaction)
พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
∆E < 0
(∆E ติดลบ)
ปฏิกิริยาดาเนินจาก
Reactant ไปเป็น product
แบบไม่ย้อนกลับ

16. สารผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นมีพลังงานมากกว่าสารตั้งต้น (ดูดเข้าไปจึง
มีพลังงานเพิ่มขึ้น)
พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ปฏิกิริยาดูดพลังงานหรือดูดความร้อน (Endothermic Reaction)
∆E > 0
∆E เป็นบวก
เป็นปฏิกิริยาที่
สามารถเกิดย้อนกลับได้

17. Example1:
พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
1. จากกราฟปฏิกิริยานี้ดูดหรือคายพลังงาน
2. พลังงานของ reactant =……..
3. พลังงานของสารเชิงซ้อนกัมมันต์ =…….
4. พลังงานของ product =……
5. พลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาไปข้างหน้า (Ear) =…......
6. พลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาย้อนกลับ (Eap) = ……..
7. ปฏิกิริยานี้ดูดหรือคายความร้อนเท่าใด = ……….

18. Example2:
พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
1. จากกราฟปฏิกิริยานี้ดูดหรือคายพลังงาน
2. พลังงานของ reactant =……..
3. พลังงานของสารเชิงซ้อนกัมมันต์ =…….
4. พลังงานของ product =……
5. พลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาไปข้างหน้า (Ear) =…......
6. พลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาย้อนกลับ (Eap) = ……..
7. ปฏิกิริยานี้ดูดหรือคายความร้อนเท่าใด = ……….

19. พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
∆E < 0 ∆E > 0

20. พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
2. ให้นักเรียนเขียนกราฟระหว่างพลังงานและการดาเนินไปของปฏิกิริยา ของ
A + B C + D
เมื่อ A + B มีพลังงานเท่ากับ 100 kJ, C + D มีพลังงานเท่ากับ 50 kJ
พลังงานกระตุ้นของ A + B C + D เท่ากับ 100 kJ
คาถาม 1). ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาดูดหรือคายความร้อน
2). ปฏิกิริยานี้ดูดหรือคายความร้อนเท่ากับเท่าใด?
3). พลังงานกระตุ้นของ C + D A + B เท่ากับเท่าใด?
1.ให้นักเรียนเขียนกราฟระหว่างพลังงานและการดาเนินไปของปฏิกิริยา
ของ X + Y Z เมื่อพลังงานกระตุ้น (Ea) ของปฏิกิริยาเท่ากับ
100 kJ ปฏิกิริยานี้คายพลังงานออกมาเท่ากับ 50 kJ

21. พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
3. พิจารณาสมการต่อไปนี้
A + 2B C + 280 kJ -----(1)
2X + Y + 150 kJ 3Z ------(2)
ถ้าระดับพลังงานของสารตั้งต้นในปฏิกิริยา(1) และ (2) เป็น 510 และ 340 kJ
ตามลาดับ จงหาผลต่างของพลังงานของผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาทั้งสอง

22. ปฏิกิริยาหลายขั้นตอน
พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ปฏิกิริยาเคมีบางปฏิกิริยา จะเกิดหลายขั้นตอนต่อเนื่องกัน และในระหว่างที่เกิดปฏิกิริยา
แต่ละขั้นตอน จะเกิดสารที่ไม่เสถียร และไม่ใช่สารผลิตภัณฑ์ เรียกว่า สารมัธยันตร์
(Intermediate)
ขั้นควบคุมปฏิกิริยาหรือขั้นกาหนดอัตรา (rate determining step) คือ ขั้นที่
ดาเนินไปช้าที่สุด
เช่น NO(g) + NO(g) N2O2(g) (เร็ว)
N2O2(g) + O2(g) 2NO2(g) (ช้า)
NO(g) + O2(g) 2NO2(g)
ดังนั้น N2O2(g) เป็น intermediate, N2O2(g) + O2(g) 2NO2(g) เป็นขั้นกาหนดอัตรา

23. พลังงานกับปฏิกิริยาเคมีที่มีหลายขั้นตอน
พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ปฏิกิริยาการเปลี่ยนแปลงจาก A ไปเป็นสาร B
เป็นปฏิกิริยาคายความร้อน โดยมี 2 ขั้นตอน
ขั้นตอน 1 A X
(ปฏิกิริยาดูดความร้อน, พลังงานก่อกัมมันต์
เท่ากับ Ea1, เกิดเร็ว, ย้อนกลับได้)
ขั้นตอน2 X B
(ปฏิกิริยาคายความร้อน, พลังงานก่อกัมมันต์
เท่ากับ Ea2 , เกิดช้า, ไม่ย้อนกลับ )
ดังนั้น ขั้นตอนที่ 2 เป็นขั้นควบคุมปฏิกิริยาหรือขั้นกาหนดอัตรา

24. พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ตัวอย่างปฏิกิริยาหลายขั้นตอน
ข้อสรุปจากกราฟ
1. ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาคายพลังงาน
2. ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้น 3 ขั้นตอน
3. เรียงลาดับ Ea : Ea3 > Ea1> Ea2 ดังนั้น ขั้นที่ 3
จึงเกิดช้าสุดเป็นขั้นควบคุมปฏิกิริยาหรือขั้น
กาหนดอัตรา ( rate determining step )
4. ขั้นที่ 1 เป็นปฏิกิริยาดูดพลังงาน ขั้นที่ 2 เป็นปฏิกิริยาคายพลังงาน
ขั้นที่ 3 เป็นปฏิกิริยาคายพลังงาน

25. พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ตัวอย่างปฏิกิริยาหลายขั้นตอน
1. ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยา...............
2. ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้น.........ขั้นตอน
3. ปฏิกิริยาขั้นกาหนดอัตรา (rate
determining step) ได้แก่ขั้น..........
4. ปฏิกิริยาการเปลี่ยนแปลงพลังงาน
ในแต่ละขั้นเป็นอย่างไร

26. พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ตัวอย่างปฏิกิริยาหลายขั้นตอน
3.ปฏิกิริยารวมเป็นปฏิกิริยา?
2. ปฏิกิริยานี้มี.........ขั้นตอน
4. แต่ละขั้นตอนเป็นปฏิกิริยาใด?
5.ขั้นกาหนดอัตราคือปฏิกิริยาขั้นตอนใด?
แบบฝึกหัด
1. I – VII คือ สารใดในปฏิกิริยา

27. A B
C
D
1.ปฏิกิริยารวมเป็นปฏิกิริยา?
2. ปฏิกิริยานี้มีกี่ขั้นตอน
3. แต่ละขั้นตอนเป็นปฏิกิริยาใด?
4.ขั้นกาหนดอัตราคือขั้นตอนใด?
พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
แบบฝึกหัด

28. พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ให้นักเรียนเขียนกราฟระหว่างพลังงานและการดาเนินไปของปฏิกิริยา
ของ A D + E ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่เกิดผ่านขั้นตอนต่างๆ ดังนี้
ขั้นที่ 1 A B พลังงานก่อกัมมันต์(Ea) = 300 kJ
ขั้นที่ 2 B C พลังงานก่อกัมมันต์(Ea) = 100 kJ
ขั้นที่ 3 C D + E พลังงานก่อกัมมันต์(Ea) = 200 kJ
พลังงานของสารต่างๆ เป็นดังนี้
สาร ระดับพลังงาน(kJ)
A 100
B 200
C 150
D 55
E 55
คาถาม 1. ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยา..............
2. ปฏิกิริยานี้ดูดหรือคายความร้อนเท่ากับ..........
3. ปฏิกิริยาที่เกิดช้าที่สุดคือ...........
4. ปฏิกิริยา ขั้นที่ 1 และ 2 ดูดหรือคายความร้อน
เท่ากับเท่าใด ?