การคำนวณค่าคงที่สมดุลและความเข้มข้นของสารในปฏิกิริยา

มีวิธีการดังนี้

1. ตรวจสอบสมการเคมีที่ให้มา ดุลสมการให้ครบถ้วน

บางโจทย์ไม่ให้สมการเคมีมาอาจจะต้องเริ่มต้นจากการเขียนสมการเคมีและดุลสมการเคมีให้ถูกต้อง

สังเกต ตัวเลขสัมประสิทธิ์ด้านหน้าจะบ่งบอกอัตราส่วนโดยมวลของสารที่ทำปฏิกิริยากัน

ตัวอย่างเช่น

A + B

rightwards harpoon over leftwards harpoon

แสดงว่าในขั้นตอนการเปลี่ยนแปลงโมล หากสาร A 1 โมล ทำปฏิกิริยากับสาร B 1 โมล จะได้สาร C จำนวน 2 โมล หากสมการดุลผิด จะทำให้แก้ปัญหาโจทย์ผิดตั้งแต่ต้น

2. อ่านโจทย์ให้ละเอียดว่า สิ่งที่โจทย์กำหนดมานั้น อยู่ในหน่วยความเข้มข้น โมลาร์ (โมลต่อลิตร) หรือยัง

ถ้ายัง ต้องทำการเปลี่ยนหน่วยสารเคมีตามโจทย์ที่ให้มา ให้อยู่ในหน่วยโมลต่อลิตรก่อน และหากโจทย์ให้มาในภาวะสมดุลเมื่อได้ความเข้มข้นในหน่วยโมลาร์แล้ว สามารถคำนวณค่าคงที่สมดุลได้ทันที

ตัวอย่างเช่น

A + B

rightwards harpoon over leftwards harpoon

ที่ภาวะสมดุล ในภาชนะขนาด 2 ลิตร มี A 2 โมล B 2 โมล และ C 8 โมล จงคำนวณค่าคงที่สมดุล

โจทย์ลักษณะนี้ ต้องเปลี่ยนหน่วย เป็น โมลต่อลิตรก่อน โดยนำโมลหารด้วยปริมาตรในหน่วยลิตร

จะได้

ความเข้มข้น A เท่ากับ 2/2 = 1 โมลาร์

ความเข้มข้น B เท่ากับ 2/2 = 1 โมลาร์

ความเข้มข้น C เท่ากับ 8/2 = 4 โมลาร์

คำนวณค่าคงที่สมดุลได้ (K) ดังนี้ K = [C]² / [A] [B] เท่ากับ 4² / (1*1) จะได้ K = 16

3. หากความเข้มข้นสารที่กำหนดให้มา

ไม่ใช่ที่ภาวะสมดุลดังข้อ 2 แต่ โจทย์กำหนดค่า K มาให้ ถามหาความเข้มข้นสารที่ภาวะสมดุล จะต้องตั้งภาวะ 3 บรรทัด และต้องใส่ข้อมูลสิ่งที่โจทย์ให้มาระบุลงไปดังตาราง

ตัวอย่างเช่น

A + B

rightwards harpoon over leftwards harpoon

2C มีค่า K เท่ากับ 16

เริ่มต้นเติมสาร A และ B ในภาชนะขนาด 2 ลิตร ที่ A 4 โมล และ B 4 โมล จงหาความเข้มข้นของสาร A ณ ภาวะสมดุล

จากตัวอย่างนี้ สังเกตได้ว่า ให้คำนวณหาความเข้มข้น ณ ภาวะสมดุล ต้องตั้ง 3 บรรทัด ดังตาราง แล้วใส่จำนวนความเข้มข้นไว้ในบรรทัด ภาวะเริ่มต้น เนื่องจากโจทย์กำหนดความเข้มข้นที่ภาวะเริ่มต้นมาให้

ภาวะ	[A]	[B]	2[C]
ภาวะเริ่มต้น	4/2 = 2	4/2 = 2	0
เปลี่ยนแปลง	-X	-X	+2X
สมดุล	2-X	2-X	0+2X

บรรทัดต่อมา คือ เปลี่ยนแปลง การใส่ตัวเลขในบรรทัดนี้จะตามสัมประสิทธิ์หน้าสารแต่ละชนิดในสมการเคมี

เช่น

A B 2C หมายความว่าหากใช้สาร A ไป 1 โมลาร์ ทำปฏิกิริยากับสาร B ไป 1 โมลาร์ จะเกิดสาร C 2 โมลาร์

ดังนั้น หากสมมุติว่าใช้สาร A ไป X โมลาร์ ก็จะทำปฏิกิยาพอดีกับ B จำนวน X โมลาร์ และเกิด C จำนวน 2X โมลาร์ ในบรรทัดภาวะที่เปลี่ยนแปลง

บรรทัดเปลี่ยนแปลงนี้ต้องใส่เครื่องหมายด้วย หากดำเนินไปข้างหน้า สารตั้งต้นจะลดลง ให้ใส่เครื่องหมายลบ สารผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้นให้ใส่เครื่องหมายบวก หากดำเนินแบบย้อยกลับก็เครื่องหมายตรงกันข้าม จากนี้

4. หลังจากได้ ความเข้นข้นสารที่ภาวะสมดุลแล้ว

ให้แทนในสมการ ค่าคงที่สมดุลได้ และแก้สมการหาค่า X แล้วนำจะได้ความเข้มข้น A ที่ภาวะสมดุลเท่ากับ 2-X

ตัวอย่างเช่น

K = [C]² / [A] [B] = 16
(2X)²/ (2-X)(2-X) = 16

ถอดรากที่ 2 ทั้งสองฝั่ง จะได้ 2X / 2-X = 4

ดังนั้น X = 1.33

จะได้ความเข้มข้นของสาร A ที่ภาวะสมดุล เท่ากับ 2-X = 2-1.33 = 0.67 โมลาร์

และทำให้ทราบความเข้มข้นของสาร B ที่ภาวะสมดุล เท่ากับ 2-X = 2-1.33 = 0.67 โมลาร์

ความเข้มข้นของสาร C ที่ภาวะสมดุล เท่ากับ 2X = 2*1.33 = 2.66 โมลาร์

คำนวณค่าคงที่สมดุลหรือความเข้มข้นของปฏิกิริยาหลายขั้นตอน

แบบฝึกหัด

คำนวณค่าคงที่สมดุลหรือความเข้มข้นของปฏิกิริยาหลายขั้นตอน

คำนวณค่าคงที่สมดุลหรือความเข้มข้นของปฏิกิริยาหลายขั้นตอน

คำนวณค่าคงที่สมดุลหรือความเข้มข้นของปฏิกิริยาหลายขั้นตอน

เนื้อหา

การคำนวณค่าคงที่สมดุลและความเข้มข้นของสารในปฏิกิริยา

1. ตรวจสอบสมการเคมีที่ให้มา ดุลสมการให้ครบถ้วน

2. อ่านโจทย์ให้ละเอียดว่า สิ่งที่โจทย์กำหนดมานั้น อยู่ในหน่วยความเข้มข้น โมลาร์ (โมลต่อลิตร) หรือยัง

3. หากความเข้มข้นสารที่กำหนดให้มา

4. หลังจากได้ ความเข้นข้นสารที่ภาวะสมดุลแล้ว

บทเรียน

ติดต่อเรา

ติดตามเรา

เราในสื่ออื่นๆ