Chemistry 8

ปัจจัยที่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงภาวะสมดุลมีดังนี้          

1.  ความเข้มข้นของสารในภาวะสมดุล

                ระบบต่าง ๆ ที่อยู่ในภาวะสมดุลนั้น  สารเคมีที่อยู่ทางซ้ายของสมการเคมีทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นของปฏิกิริยาไปข้างหน้า  ในเวลาเดียวกันสารที่อยู่ทางขวาของสมการเคมีจะทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นของปฏิกิริยาย้อนกลีบ  ฉะนั้นไม่ว่าจะเปลี่ยนแปลงปริมาณของสารชนิดใดชนิดหนึ่ง  ก็ย่อมจะมีผลให้อัตราเร็วของปฏิกิริยาในทิศทางใดทิศทางหนึ่งเปลี่ยนแปลงไป  ทำให้ภาวะสมดุลเปลี่ยนแปลงไปด้วย

                             
                                           


 ถ้าภาวะสมดุลเป็นดังนี้

                H₂(g) + I₂(g)     ↔     2HI(g) 

           เมื่อเราเติมสาร H₂ ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของปฏิกิริยาไปข้างหน้าลงไป  อัตราเร็วของปฏิกิริยาไปข้างหน้าก็จะเพิ่มขึ้นทันที  อาจเรียกว่าภาวะสมดุลเลื่อนไปทางขวา  ผลก็คือมีสาร HI เพิ่มขึ้น  ขณะที่  I₂ ลดลง  เนื่องจากต้องใช้ไปอีกเพื่อการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าที่เพิ่มขึ้น  ทำให้  H₂  ที่เติมลงไปนั้นก็จะถูกกำจัดให้เหลือน้อยลง  แต่ก็ยังเหบืออยู่มากกว่าก่อนเติม  แล้วเข้าสู่ภาวะสมดุลใหม่อีกครั้งหนึ่ง (final equilibrium )  แต่ไม่ใช้สมดุลเดิม (initial equilibrium )  ดังกราฟ

2.  ผลของความดันที่มีต่อภาวะสมดุลของก๊าซ

                ในกรณีที่เป็นภาวะสมดุลของก๊าซนั้น  ถ้าเราพิจารณาสมบัติของก๊าซตามทฤษฎีจลน์ของก๊าซ  เราก็จะทราบว่าโมเลกุลของก๊าซอยู่ห่างกันมีที่ว่างมาก  ถ้าก๊าซมีจำนวนโมลคงที่ (มวลคงที่  จำนวนโมเลกุลคงที่)  การเพิ่มหรือลดลงของปริมาตรของก๊าซก็จะมีผลให้ระยะห่างระหว่างโมเลกุลของก๊าซเปลี่ยนไป  การที่ปริมาตรของก๊าซเปลี่ยนไปในขณะที่มวลของก๊าซ  หรือจำนวนโมเลกุลของก๊าซคงที่  จึงมีผลให้ความหนาแน่นของก๊าซเปลี่ยนไปด้วย จะเรียกว่าความเข้มข้นเปลี่ยนไปก็ได้               
                การเพิ่มความดันโดยลดปริมาตรของก๊าซ  จึงมีผลให้ความหนาแน่นของก๊าซเพิ่มขึ้น  ซึ่งก็หมายถึงทำให้ความเข้มข้นในหน่วยโมล/ลิตรเพิ่มขึ้นนั่นเอง  จึงมีผลให้อัตราเร็วของปฏิกิริยาในภาวะสมดุลเปลี่ยนไป  ทำให้ภาวะสมดุลเปลี่ยนไป


                                      


ถ้าภาวะสมดุลของก๊าซคือ

                                     3H₂(g) + N₂(g)         ↔            2NH₃(g)  ;  ปริมาตร  1  ลิตร

ความเข้มข้นของสาร              3M         1M                               2M

ถ้าเพิ่มความดันขึ้นเป็น 2 เท่า  ปริมาตรก็จะลดลงเหลือครึ่งหนึ่งของปริมาตรเดิม (ตามกฎของบอยล์) ทำให้ความเข้มข้นของก๊าซทุกชนิดเพิ่มขึ้นเป็น  2  เท่า  ดังนี้

                                     3H₂(g)   + N₂(g)          ↔         2NH₃(g)  ;  ปริมาตร  1  ลิตร

ความเข้มข้นของสาร              6M          2M                           4M

            ผลของการเพิ่มความดันโดยการลดปริมาตรลงครึ่งหนึ่งดังกล่าวมานี้  แม้จะทำให้ความเข้มข้นของก๊าซเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่า  ทั้งทางซ้ายและทางขวาก็ตาม  แต่จำนวนโมลของก๊าซทางซ้ายมากกว่าก๊าซทางขวา  จึงมีผลให้ปฏิกิริยาจากซ้ายไปขวาเกิดได้ดีขึ้น  หรือเรียกว่าภาวะสมดุลเลื่อนไปทางขวา  เพื่อให้สะดวกและง่ายต่อการทำความเข้าใจจึงอาจกล่าวในหลักการโดยสรุปว่า ในภาวะสมดุลต่าง ๆ ของก๊าซ  ถ้าจำนวนโมลของก๊าซทางซ้ายและทางขวาเท่ากัน  ความดันจะไม่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงภาวะสมดุลนั้น ๆ  เช่น  H₂(g) + Cl₂(g) →   2HCl(g)    แต่สำหรับภาวะสมดุลของก๊าซที่มีจำนวนโมลของก๊าซทางซ้ายกับทางขวาไม่เท่ากันแล้ว  ความดันจะมีผลต่อภาวะสมดุลนั้น  เช่น  3H₂(g) +  N₂(g) ↔   2NH₃(g)  ผลของความดันต่อภาวะสมดุลมีหลักการทั่วไปดังนี้

                          -  เมื่อเพิ่มความดันจะมีผลให้ปฏิกิริยาจากด้านที่มีจำนวนโมลของก๊าซมากกว่า  ไปทางด้านที่มีจำนวนโมลของก๊าซน้อยกว่าจะเพิ่มขึ้น
                             (กรณีนี้ถ้าเพิ่มความดันจะได้  NH₃  มากขึ้น)
                          -  ถ้าลดความดันจะมมีผลให้ปฏิกิริยาจากด้านที่มีจำนวนโมลของก๊าซน้อยกว่า  ไปทางด้านที่มีจำนวนโมลของก๊าซมากกว่าจะเพิ่มขึ้น
                             (กรณีนี้ถ้าลดความดัน  NH₃  จะเหลือน้อยลง)

3.  ผลของอุณหภูมิที่มีต่อภาวะสมดุล
            ในภาวะสมดุลต่าง ๆ ย่อมมีทั้งการเปลี่ยนแปลงไปข้างหน้าและย้อยกลับเกิดขึ้นพร้อมกันอยู่ตลอดเวลา  การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวนี้ถ้าด้านหนึ่งเป็นแบบดูดความร้อนอีกด้านหน่ึงก็จะเป็นแบบคายความร้อน  ดังรูป

                                               
                ฉะนั้นไม่ว่าจะเพิ่มหรือลดอุณหภูมิก็จะมีผลให้ภาวะสมดุลเปลี่ยนแปลงได้ทั้งสองกรณี     คือ  ถ้าเพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงทางด้านดูดความร้อนจะเกิดได้ดีขึ้น  แต่ถ้าลดอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงทางด้านคายความร้อนจะเกิดได้ดีขึ้น
                 -  กรณีนี้ถ้าเพิ่มอุณหภูมิจะได้  C  มากขึ้น
                 -  ถ้าลดอุณหภูมิ  C  จะเหลือน้อยลง