ความหมายของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี (Reaction rate) หมายถึง ความเร็วที่สารตั้งต้นเปลี่ยนไปเป็นสารผลิตภัณฑ์ อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีสามารถวัดได้จากปริมาณของสารตั้งต้นหรือสารผลิตภัณฑ์ที่เปลี่ยนแปลงไปในช่วงเวลาที่กำหนด
หน่วยของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีมักใช้ mol/dm3/s หรือ mol/L/s ตัวอย่างเช่น อัตราการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยา A + B → C + D เท่ากับ 0.1 mol/dm3/s หมายความว่า ใน 1 หน่วยเวลา (1 วินาที) สารตั้งต้น A และ B จะเปลี่ยนไปเป็นสารผลิตภัณฑ์ C และ D ปริมาณละ 0.1 mol/dm3
การคำนวณอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีสามารถคำนวณได้จากสมการต่อไปนี้
1 | r = Δ[A]/Δt |
โดยที่
- r คืออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
- Δ[A] คือการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสาร A ในช่วงเวลาที่กำหนด
- Δt คือช่วงเวลาที่กำหนด
ตัวอย่างเช่น สมมติว่าปฏิกิริยา A + B → C + D เริ่มต้นที่เวลา t = 0 ด้วยสารตั้งต้น A เข้มข้น 1.0 mol/dm3 และสารตั้งต้น B เข้มข้น 1.0 mol/dm3 เมื่อเวลา t = 10 วินาที สารตั้งต้น A เหลือความเข้มข้น 0.6 mol/dm3 และสารตั้งต้น B เหลือความเข้มข้น 0.8 mol/dm3 อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีของปฏิกิริยานี้สามารถคำนวณได้ดังนี้
1 | r = Δ[A]/Δt = (1.0 - 0.6)/10 = 0.2/10 = 0.02 mol/dm3/s |
ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ได้แก่
- ความเข้มข้นของสารตั้งต้น ยิ่งความเข้มข้นของสารตั้งต้นสูง อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีก็จะสูง
- อุณหภูมิ ยิ่งอุณหภูมิสูง อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีก็จะสูง
- พื้นผิวสัมผัส ยิ่งพื้นผิวสัมผัสของสารตั้งต้นสูง อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีก็จะสูง
- ตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาจะเร่งอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
สรุป
อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีเป็นสมบัติที่สำคัญของปฏิกิริยาเคมี อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีสามารถควบคุมได้โดยใช้ปัจจัยต่างๆ เช่น ความเข้มข้นของสารตั้งต้น อุณหภูมิ และตัวเร่งปฏิกิริยา