เคมี4

Homepage

สมดุลเคมี

บทเรียนที่ 1 การเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้

ปฏิกิริยาผันกลับได้

การเปลี่ยนแปลงโดยทั่วไป มักจะเป็นการเกิดปฏิกิริยาเคมี และการเกิดปฏิกิริยาแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

ก. ปฏิกิริยาเกิดสมบูรณ์ (Irreversible reaction)

ปฏิกิริยาเกิดสมบูรณ์ หมายถึง ปฏิกิริยาที่สารตั้งต้นทำปฏิกิริยากันจนหมด เกิดผลิตภัณฑ์อย่างสมบูรณ์ปฏิกิริยาจะยุติเมื่อสารตั้งต้นสารได้สารหนึ่งหมดและเป็นปฏิกิริยาที่ไม่ย้อนกลับ เช่น การเผาไหม้ของถ่านกับก๊าซออกซิเจนในอากาศจำนวนมากเกินพอเกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เขียนแทนด้วยสมการ ดังนี้

โลหะสังกะสีทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริก เกิดก๊าซไฮโดรเจน เขียนแทนด้วยสมการ ดังนี้

* หมายเหตุ เครื่องหมาย แทนการเปลี่ยนแปลงที่เกิดสมบูรณ์ เช่น เกิดปฏิกิริยาสมบูรณ์

ข. ปฏิกิริยาเกิดไม่สมบูรณ์

ปฏิกิริยาเกิดไม่สมบูรณ์ หมายถึง ปฏิกิริยาที่สารตั้งต้นทำปฏิกิริยากัน ได้ผลิตภัณฑ์และในขณะเดียวกัน ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นบางส่วนทำปฏิกิริยากันกลับเป็นสารตั้งต้นใหม่ ทำให้ปฏิกิริยาเกิดไม่สมบูรณ์ ไม่ว่าจะใช้เวลานานเท่าใดก็ตาม ภายในระบบยังคงมีทั้งสารตั้งต้นทุกชนิดเหลือ และผลิตภัณฑ์เกิดขึ้นทุกชนิด และระบบจะมีทั้งการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้า และปฏิกิริยาย้อนกลับ เรียกปฏิกิริยาประเภทนี้ว่า ปฏิกิริยาผันกลับได้ (Reversible reaction) เช่น ปฏิกิริยาผันกลับที่เกิดขึ้นระหว่าง

[Co(H2O)6]2+กับ Cl-ดังนี้

* หมายเหตุ เครื่องหมาย  แทนการเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้ และแสดงว่าเกิดสมดุล

การเปลี่ยนแปลงของระบบที่ผันกลับได้ ไม่จำเป็นต้องเป็นระบบที่มีการเกิดปฏิกิริยาเท่านั้น อาจจะเป็นการละลายเป็นสารละลาย หรือ การเปลี่ยนสถานะของสาร ดังนั้น การเปลี่ยนแปลงของสารที่ผันกลับได้สามารถแบ่งเป็น 3 ประเภทดังนี้

การละลายเป็นสารละลาย

การละลายเป็นสารละลาย โดยทั่วไปเป็นการละลายที่มีสถานะเป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ในตังทำละลายเป็นของเหลว เกิดสารละลาย เช่น การละลาย KNO3ในน้ำเป็นสารละลาย KNO3ดังนี้

การเปลี่ยนแปลงไปข้างหน้า และถ้าละลายต่อไปจนอิ่มตัว มี KNO3เหลือ และมีการรวมตัวของ K+กับ NO3-เป็น KNO3ผันกลับได้ ดังนี้

การเปลี่ยนแปลงย้อนกลับเมื่อนำมาเขียนรวมๆ กันจะเป็นการเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้ คือ

การเปลี่ยนสถานะของสาร

การเปลี่ยนสถานะของสาร สารต่างๆ ทุกชนิดสามารถเปลี่ยนสถานะให้เป็นของแข็ง ของเหลว หรือ ก๊าซได้โดยเกี่ยวข้องกับพลังงาน ไม่เป็นแบบดูดความร้อน ก็เป็นแบบคายความร้อน เช่น การเปลี่ยนสถานะของสารที่เป็นของแข็งเป็นก๊าซ ดังนี้

การเปลี่ยนแปลงขั้น 1 , 2 และ 4 เป็นแบบดูดความร้อน ส่วนการเปลี่ยนแปลงในขั้นที่ 3 , 5 และ 6 เป็นการคายความร้อน

ตัวอย่างการเปลี่ยนแปลงสถานะของน้ำแข็งเป็นน้ำเหลว ดังนี้

การเปลี่ยนแปลงไปข้างหน้า

แต่ขณะเดียวกัน น้ำเหลวควบแน่นเป็นน้ำแข็ง ผันกลับได้ ดังนี้

การเปลี่ยนแปลงย้อนกลับ

เมื่อนำมาเขียนรวมกันจะเป็นการเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้ คือ

การเกิดปฏิกิริยาเคมี

การเกิดปฏิกิริยาเคมี เป็นการเปลี่ยนแปลงที่เกิดสารใหม่ที่มีสมบัติแตกต่างจากสารเดิม ปฏิกิริยาเคมีมีทั้งชนิดไม่ผันกลับ(ปฏิกิริยาเกิดสมบูรณ์) และปฏิกิริยาที่ผันกลับได้ (ปฏิกิริยาเกิดไม่สมบูรณ์) เช่น

- ปฏิกิริยาระหว่าง Cu2+กับ Mg เกิด Cu และ Mg2+ดังนื้

(ทิ้งไว้นานมาก) เกิดปฏิกิริยาสมบูรณ์ (ปฏิกิริยาไม่ผันกลับ)

- ปฏิกิริยาระหว่าง Fe3+กับ I-เกิด Fe2+และ I2ดังนี้

ปฏิกิริยาไปข้างหน้าและ ในขณะเดียวกัน Fe2+กับ I2เกิดปฏิกิริยาย้อนกลับได้ Fe3+และ I-ดังนี้

เกิดปฏิกิริยาย้อนกลับเมื่อนำมาเขียนรวมๆ กันจะเป็นการที่ผันกลับได้ คือ

อ้างอิง: https://scimath.org/lesson-chemistry/item/7134-2017-06-04-08-13-48