ุุุ6.1ความหมายอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

สร้างเว็บ

ความหมายอัตราการเกิดปฏิกิริยา

เเนวคิดเกี่ยวกับการเกิดปฏิกิริยา

พลังงานกับการดำเนินไปของปฏิกิริยา

ปัจจัยที่มีผลอัตราการเกิดปฏิกิริยา

ความหมายของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

เมื่อมีปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้น การเปลี่ยนแปลงที่สังเกตได้คือสารใหม่ที่เกิดขึ้นเป็นผลิตภัณฑ์ นักเรียนคิดว่ามีวิธีการใดบ้างที่จะบอกว่าปฏิกิริยาเกิดขึ้นเร็วหรือช้าเพียงใด
ลองเปรียบเทียบการดำเนินไปของปฏิกิริยาเคมีกับการเคลื่อนที่ของรถยนต์ พบว่าระยะทางที่รถยนต์เคลื่อนที่ได้จะขึ้นอยู่กับเวลา โดยเวลาที่เพิ่มขึ้นจะทำให้รถยนต์เคลื่อนที่ได้ระยะทางมากขึ้น การบอกให้ทราบว่ารถยนต์เคลื่อนทีได้ช้าหรือเร็วเพียงใด จึงแสดงเป็นระยะทางต่อเวลาในรูปของอัตราเร็วของรถยนต์ โดยใช้ความสัมพันธ์ดังนี้

แต่ในความเป็นจริงอัตราเร็วของรถยนต์จะไม่คงที่ตลอดเวลาเพราะว่าถนนมีสภาพต่างกัน บางช่วงอาจจะเคลื่อมที่ไปได้เร็ว บางช่วงอางเคลื่อนที่ได้ช้า จึงนิยมบอกในรูปของอัตราเฉี่ยรถยนต์ ดั้งนี้

ในทำนองเดียวกันเมื่อปฏิกืริยาเกิดขึ้น  ปริมาณของสารในระบบจะมีการเปลี่ยนแปลง  กว่าวคือสารตั้งต้นมีปริมาณลดลง  และในเวลาเดียวกันก็มีผลิตภัณฑ์เกิดขึ้นการวัดปริมาณของผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้น  หรือวัดปริมาณสารตั้งต้นที่ทดลองอาจทำได้หลายวิธี  ขึ้นอยู่กับลักษณะและสมบัติของสาร  เช่น ชั่งมวลสารเป็นของแข็ง วัดปริมาตรเมื่อสารเป็นแก๊ส วัดความเข้มข้นเมื่อเป็นสารละลาย  ส่วนเวลาวัดเป็นวินาที นาที ชั่วโมง หรือวัน  ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาว่าเกิดขึ้นได้เร็วหรือช้าเพียงใด  การวัดปริมาณสารในปฏิกิริยาเคมีที่เปลี่ยนแปลงไปตามเวลาศึกษาได้จากการทดลองต่อไปนี้

    การทดลอง 6.1    ปฏิกิริยาระหว่างโลหะแมกนีเซียมกับกรดไฮโดรคลอริก

1.               ใส่สารละลายกรดไฮโดรคลอริก     $\displaystyle0.2mol/dm^3$ ในกระบอกตวงขนาด    $\displaystyle10cm^3$     จนเต็ม
2.               นำจุกคอร์กขนาดพอดีกับปากกระบอกตวงมาบากด้านข้างตามแนวยาวให้เป็นร่องเล็ก ๆ เพื่อให้ของเหลวไหลออกมาได้  และกรีดกลางจุกคอร์กให้เป็นแนวเล็ก ๆ สำหรับเสียบ ลวดแมกนีเซียม
3.               นำลวดแมกนีเซียมที่ขัดสะอาดแล้วยาวประมาณ 10 cm มาขดให้คล้ายสปริงและเสียบที่จุกคอร์กตรงรอยกรีด แล้วนำมาปิดปากกระบอกตวง

$\displaystyle2N_2O_2 (g)\to4NO_2 (g)+O_2(g)$

1. คว่ำกระบอกตวงลงในบีกเกอร์ขนาด $\displaystyle100cm^3$ ซึ่งใส่น้ำไว้ประมาณ $\displaystyle50cm^3$ จับเวลาเมื่อของเหลวในกระบอกตวงอยู่ที่ขีดแรก และทุกระยะที่ของเหลวลดลง $\displaystyle1cm^3$
จนถึงขีดก่อนที่ลวดแมกนีเซียมจะโผล่พ้นสารละลาย บันทึกผลการทดลอง

รูป 6.1 อุปกรณ์ศึกษาปฏิกิริยาระหว่างโลหะแมกนีเซียม กับกรดไฮโดรคลอริก

จากการทดลองพบว่า ปฏิกิริยาระหว่างโลหะแมกนีเซียมกับกรดไฮโดรคลอริกมีแก๊สไฮโดรเจนเกิดขึ้น
เป็นผลิตภัณฑ์ สมการแสดงปฏิกิริยาเขียนได้ดังนี้เป็นผลิตภัรฑ์

การทดลองนี้สามารถวัดปริมาตรของแก๊สไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นโดยตรง และพบว่าการเก็บแก๊สในแต่ละ 1ลูกบากศก์เซนติเมตรใช้เมวลาไม่เท่ากัน
ใช้เวลาไม่เท่ากัน โดยในช่วงแรกใช้เวลาน้อยและต่อมาใช้เวลามากขึ้น

ตามลำดับ แสดงว่าปฏิกิริยาระหว่างโลหะแมกนีเซียมกับกรดไฮโดรคลอริกตอนเริ่มต้นเกิดขึ้นได้เร็วและช้าลงเมื่อเวลาผ่านไป ปฏิกิริยานี้นอกจากจะวัดปริมาตรของแก๊สไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นแล้ว ยังสามารถวัดมวลของโลหะแมกนีเซียมและความเข้มข้นของกรดไฮโดรคลอริกที่ลดลง หรือวัดความเข้มข้นของแมกนีเซียมไอออนที่เกิดขึ้นก็ได้ แต่ในทางปฏิบัติการวัดมวลผลหรือความเข้มข้นของสารโดยตรงทำอยาก โดยทั่วไปจึงเลือกวัดปริมาณของสารในปฏิกิริยาด้วยวิธีที่สะดวกที่สุด ซึ่งในการทดลองนี้คือการวัดปริมาตรของแก๊สไฮโดรเจนที่เกิดขึ้น ส่วนการที่จะบอกว่าปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นช้าหรือเร็วเพียงใดอาจพิจารณาจากอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีโดยวัดปริมาณของสารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์ที่เปลี่ยนแปลงขณะปฏิกิริยาดำเนินไปในหนึ่งหน่วยเวลา แสดงดังนี้

          สำหรับปฏิกิริยาเคมีใด ๆ เช่น สาร A ทำปฏิกิริยากับ สาร B เกิดเป็นสาร C ซึ่งเขียนสมการแสดงได้ดังนี้
                                                     $\displaystyle A+B \to C$
ขณะที่ปฏิกิริยาดำเนินไป สาร A และ สาร B จะถูกใช้ไป  มีผลทำให้ความเข้มข้นของสารสาร A และ สาร B  ซึ่งเป็นสารตั้งต้นลดลงส่วยความเข้มข้นของสาร Cซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จะเพื่มขึ้นการหาอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีเพื่อให้ทราบว่าปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นช้าหรือเร็วเพียงใด มีรายละเอียดดังนี้
          ถ้าจะหาอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี  โดยพิจารณาจากการเปลี่ยนแปลงปริมาณของสาร A สามารถทำได้โดย
วัดความเข้มข้นของสาร A เมื่อตอนเริ่มต้นปฏิกิริยา สมมติว่าเป็น $\displaystyleA_1$ ณ เวลา $\displaystylet_1$ เมื่อปฏิกิริยาดำเนินต่อไประยะเวลาหนึ่งวัดความเข้มของสาร A อีกครั้ง สมมติว่าได้เป็น $\displaystyle A_2$ ที่เป็นวาลา $\displaystyle t_2$ ดังนั้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาของสาร A มีความสัมพันธ์ดังนี้

= $\displaystyle-\frac{{\left[{A_2 }\right]+\left[ {A_1 }\right]}}{{t2 - t1}}$

   = $\displaystyle-\frac{{\Delta \left[A\right]}}{{\Delta t}}$

เมื่อ   $\displaystyle\Delta$ แทนการเปลี่ยนแปลง
         $\displaystyle\Delta t$ แทนระยะเวลาที่เปลี่ยนแปลง มีหน่วยเป็นวินาที
         $\displaystyle\left[{}\right]$ แทนความเข้นข้นของสาร มีหน่วยเป็นโมลต่อลูกบาศก์เดซิเมตรหรือโมลต่อลิตร
          ขณะที่ปฏิกิริยาดำเนินไป ความเข้มข้นของสารตั้งต้นในที่นี้คือสาร A จะลดลง นั่นคือ $\displaystyleA_2$ จะมีค่าน้อยกว่า $\displaystyleA_1$ เสมอ ดังนั่น $\displaystyle\Delta\left[A\right]$ ซึ่งเป็นความเข้มข้นของสาร A ที่เปลี่ยนแปลงไปจึงมีค่าเป็น(-)

ถ้าจะหาอัตราการเกิดปฏิกิริยาจากการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ ในที่นี้คือสาร C พบว่าเมื่อปฏิกิริยาดำเนินไป ความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์จะเพิ่มขึ้นนั่นคือถ้าให้ $\displaystyleC_1$ เป็นความเข้มข้นเรื่มต้นที่เวลา $\displaystylet_1$ $\displaystyleC_2$ เป็นความเข้มข้นเมื่อเวลาผ่านไปเป็น $\displaystylet_2$ แต่ $\displaystyleC_2$ จะมีค่ามากกว่า $\displaystyleC_1$ เสมอ ดั้งนั้นความเข้มข้นที่เปลี่ยนแปลงไปของผลิตภัณฑ์คือ $\displaystyle\Delta\left[A\right]$ จะมีค่าเป็น (+) อัตราการเกิดปฏิกิริยาของสาร C เขียนแสดงได้ดั้งนี้
  อัตราการเกิดปฏิกิริยาของสาร $\displaystyleC=\frac{{\Delta[C]}}{{\Delta t}}$

วัดความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ที่เปลี่ยนแปลงในช่วงเวลาหนึ่ง ๆ ได้ผลดังตาราง 6.1
ตาราง 6.1   แสดงความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ ณ เวลาต่าง ๆ ที่อุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียล
                          ของปฏิกิริยา

เวลา (s)	ความเข้มข้น (mol/dm3)
เวลา (s)	$\displaystyleN_2O_5$	NO 2	O2
0 100 200 300 400 500 600	0.0200 0.0169 0.0142 0.0120 0.0101 0.0086 0.0072	0.0000 0.0063 0.0115 0.0160 0.0197 0.0229 0.0256	0.0000 0.0016 0.0029 0.0040 0.0049 0.0057 0.0064

          - ในช่วงเวลา 0 - 100 และ 500 - 600 วินาที อัตราการสลายตัวเลขของแก๊ส $\displaystyleN_2O_5$ มีค่าเท่าใด   และสรุปได้ว่าอย่างไร
          - ในช่วงเวลา 0 - 100 และ 500 - 600 วินาที อัตราการเกิดแก๊ส $\displaystyleNO_2$ มีค่าเท่าใด และสรุป ได้ว่าอย่างไร

          ขณะที่ปฏิกิริยาการสลายตัวของแก๊ส $\displaystyleN_2O_5$ ดำเนินไปความเข้มข้นของแก๊ส $\displaystyleN_2O_5$

จะลดลง  ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของแก๊ส $\displaystyle N_2O_5$ ที่เปลี่ยนแปลงไปกับเวลาที่เกิดการเปลี่ยนแปลงเขียนแสดงได้ดังนี้
อัตราการสลายตัวของแก๊ส   $\displaystyle N_2O_5$ = $\displaystyle-\frac{{\Delta [N_2 O_5 ]}}{{\Delta t}}$
          จากข้อมูลในตาราง 6.1 สามารถคำนวณอัตราการสลายตัวของแก๊ส $\displaystyleN_2O_5$ ในช่วงเวลา   0 - 100 และ 500 - 600 วินาที ได้ดังนี้
ที่ช่วงเวลา 0 - 100 วินาที
อัตราการสลายตัวของแก๊ส $\displaystyle N_2O_5$ = $\displaystyle\[ - \frac{{\left[ {N_2 O_5 }\right]t_{100}-\left[{N_2 O_5 }\right]t_0 }}{{t_{100}-t_0}}$
                                                                         = $\displaystyle-\frac{{0.0169mol/dm^3-0.0200mol/dm^3 }}{{100s-0s}}$
                                                                         = $\displaystyle-\frac{{( - 0.0031)mol/dm^3 }}{{100s}}$
                                                                         = $\displaystyle0.000031mol/dm^3.s$
                                                                         = $\displaystyle3.1\times 10^{ - 5}mol/dm^3.s$

  ที่ช่วงเวลา 500 - 600 วินาที
อัตราการสลายตัวของแก๊ส $\displaystyle N_2O_5$ = $\displaystyle-\frac{{\left[{N_2O_5}\right]t_{600}-\left[{N_2O_5}\right]t_{500} }}{{t_{600}-t_{500}}}$
                                                                         = $\displaystyle-\frac{{0.0072mol/dm^3-0.0086mol/dm^3 }}{{600s-500s}}$
                                                                         = $\displaystyle-\frac{{(-0.0014)mol/dm^3 }}{{100s}}$
                                                                         = $\displaystyle0.000014mol/dm^3 .s$
                                                                         = $\displaystyle1.4 \times 10^{ - 5} mol/dm^3 .s$

                        ผลการคำนวณซึ่งได้อัตราการสลายตัวของแก๊ส $\displaystyleN_2O_5$ ในช่วงเวลา 0-100 วินาที เท่ากับ $\displaystyle 3.1 \times 10^{-5} mol/dm^3.s$ และในช่วงเวลา 500-600 วินาที เท่ากับ $\displaystyle1.4\times 10^{-5}mol/dm^3.s$ แปลความหมายได้ว่า เมื่อเริ่มต้นปฏิกิริยา การสลายตัว

ของแก๊ส $\displaystyleN_2 O_5$ เกิดขึ้นเร็ว เมื่อปฏิกิริยาดำเนินต่อไปจนถึงช่วงเวลา 500-600 วินาที การสลายตัวเกิดขึ้นได้ช้าลงกว่าในช่วงแรก

          ถ้พิจารณาจากสารที่เกิดเป็นผลิตภัณฑ์ เมื่อปฏิกิริยาดำเนินไปความเข้มข้นของแก๊ส $\displaystyleNO_2$ และ $\displaystyleO_2$ ที่สัมพันธ์ระหว่าความเข้มข้นของแก๊ส $\displaystyleNO_2$ และ $\displaystyleO_2$ ที่เปลี่ยนแปลงไปในช่วงเวลาที่กำหนดให้จึงเขียนแสดงได้ดังนี้
อัตราการเกิดแก๊ส   $\displaystyleNO_2=\frac{{\Delta\left[{NO_2 }\right]}}{{\Delta t}}$

          อัตราการเกิดแก๊ส   $\displaystyleO_2=\frac{{\Delta \left[{O_2 }\right]}}{{\Delta t}}$
          จากข้อมูลในตาราง 6.1 สามารถคำนวณหาอัตราการเกิดแก๊ส $\displaystyle NO_2$ ในช่วงเวลา 0 - 100 วินที 500 - 600 วินาที ได้ดังนี้

ที่ช่วงเวลา 0 - 100 วินาที
อัตราการเกิดแก๊ส   $\displaystyle NO_2$ = $\displaystyle\frac{{\left[ {NO_2 }\right]t_{100}-\left[{NO_2 }\right]t_0}}{{t_{100}-t_0}}$
                                                         = $\displaystyle\frac{{0.0063mol/dm^3-0.0000mol/dm^3 }}{{100s-0s}}$
                                                         = $\displaystyle\frac{{0.0063mol/dm^3 }}{{100s}}$
                                                         = $\displaystyle6.3 \times 10^{- 5}mol/dm^3 .s$

ที่ช่วงเวลา 500 - 600 วินาที
อัตราการเกิดแก๊ส   $\displaystyle NO_2$ = $\displaystyle\frac{{\left[{{\rm NO}_{\rm 2} }\right]t_{600}-\left[{NO_2 }\right]t_{500}}}{{{\rm t}_{{\rm 600}}{\rm- t}_{{\rm 500}}}}$

                                                         = $\displaystyle\frac{{0.0256moldm/^3  - 0.0229mol/dm^3 }}{{600s - 500s}}$

                                                         = $\displaystyle\frac{{0.0027mol/dm^3 }}{{100s}}$

                                                         = $\displaystyle2.7 \times 10^{ - 5} mol/dm^3 .s$

จากการคำนวณซึ่งได้อัตราการเกิดแก๊ส $\displaystyle NO_2$ ในช่วงเวลา 0 - 100 วินาที่ เท่ากับ $\displaystyle  6.3 \times 10^{ - 5} mol/dm^3 .s$ และในช่วงเวลา 500 - 600 วินาที่ เท่ากับ $\displaystyle  2.7 \times 10^{ - 5} mol/dm^3 .s$ แสดงว่าอัตราการเกิดผลิตภัณฑ์คือแก๊ส $\displaystyleNO_2$ เกิดขึ้นเร็วในช่วงแรกของการทำปฏิกิริยา และจะช้าลงเมื่อปฎิกิริยาดำเนินไปเป็นเวลานานมากขึ้น

อัตราการสลายตัวของแก๊ส $\displaystyle N_2O_5$ มีค่าไม่คงที่และอัตราการเกิดแก๊ส $\displaystyle NO_2$ และ $\displaystyle O_2$ ในแต่ละช่วงเวลาก็มีค่าไม่เท่ากัน โดยที่การลดลงของความเข้มขันของแก๊ส $\displaystyle N_2O_5$ ต่อ 1 หน่วยเวลาในช่วงแรกจะมีค่าสูงและจะลดลงเรื่อย ๆ ในช่วงเวลาต่อมาแสดงว่าอัตราการสลายตัวของแก๊ส $\displaystyle N_2O_5$ เมื่อเริ่มต้นปฏิกิริยาเกิดขึ้นเร็วและจะช้าลงเมื่อเวลาผ่านไป  สำหรับการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของแก๊ส $\displaystyle NO_2$ และ $\displaystyle O_2$ ต่อหนึ่งหน่วยเวลา ในตอนเริ่มต้นปฏิกิริยาก็มีค่าสูงและจะมีค่าลดลงในเวลาถัดไปแสดงว่าอัตราการเกิดแก๊ส

$\displaystyle NO_2$ และ $\displaystyle O_2$ เกิดขึ้นเร็วในตอนแรกและจะเกิดขึ้นช้าลงเรื่อย ๆ เมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งเป็นแนวโน้มที่คล้ายกันกับการสลายตัวของแก๊ส $\displaystyle N_2O_5$ แต่มีทิศทางกลับกัน
          การหาอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ได้กล่าวมาแล้ว จัดเป็มอัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉี่ย  เนื่องจากเป็นการศึกษาการเปลี่ยนแปลงปริมาณของสารภายในช่วงเวลาที่กำหนดให้ถ้าช่วงเวลาในการเกิดปฏิกิริยาแคบมากจนถือว่า $\displaystyle\Deltat$ มีค่าเป็นศูนย์ อัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ยในช่วงเวลาหนึ่งจะกลายเป็นอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่จุดหนึ่งหรือเรียกว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยา ณ ขณะใดขณะหนึ่ง


          จากข้อมูลในตาราง 6.1 เมื่อนำมาเขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของสารกับเวลา  จะได้ดังรูป  6.2

รูป 6,2 กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของ แก๊ส $\displaystyleN_2O_5NO_2$ และ $\displaystyleO_2$ กับเวลา ที่อุณหภูมิ $\displaystyle55^0C$
เมื่อแก๊ส $\displaystyleN_2O_5$ สลายตัวได้แก๊ส $\displaystyleNO_2$ กับ $\displaystyleO_2$ เป็นผลิตภัณฑ์ ความเข้มข้นของแก๊ส $\displaystyleN_2O_5$ จะลดลงและขณะเดียวกันความเข้มข้นของแก๊ส $\displaystyleNO_2$ กับ $\displaystyleO_2$ จะเพิ่มขึ้นเส้นกราฟของ $\displaystyle N_2O_5$ จึงโค้งลง ส่วนเส้นกราฟของ $\displaystyleNO_2$ กับ $\displaystyleO_2$ จะโค้งขัน เนื่องจากความเข้มข้นของแก๊สเปลี่ยนแปลงมากในตอนเริ่มปฏิกิริยาและเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยลงเรื่อย ๆ ในช่วงเวลาถัดไป ดังนั้นเส้นกราฟในช่วงแรกจึงชันมาก และเมื่อเวลาผ่านไปนานขึ้นความชันของเส้นกราฟจึงลดลง

การอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่จุดใดจุดหนึ่งทำได้โดยลากเส้นสัมผัสผ่านจุดที่ต้องการ เช่นต้องการหาอัตราการเกิดแก๊ส $\displaystyle NO_2$ ณ วินาทีที่ 450 ทำได้โดยลากเส้นจากจุดวินาทีที่ 450 ตั้งฉากกับแกนเวลาขึ้นไปตัดเส้นกราฟที่จุด X แล้วลากเส้น AB ให้สัมผัสกับจุด X สร้างรูปสามเหลี่ยมใต้เส้นสัมผัสโดยให้สัทผัสเป็นด้านตรงมุมฉากดังรูป 6.3

รูป 6.3 แสดงอัตราการหาการเกิดแก๊ส $\displaystyle NO_2$ ณ วินาทีที่ 450

          ความชันของเส้นสัมผัสที่ลากผ่านจุดดังกล่าวนี้จะบอกให้ทราบถึงอัตราการเกิด ปฏิกิริยาเคมี ณ ขณะนั้นการคำนวณค่าความชันจากกราฟแสดงการเกิดแก๊ส $\displaystyleNO_2$ ตามเวลา ณ วินาทีที่ 450 ทำได้ดังนี้

อัตราการเกิดแก๊ส $\displaystyle NO_2$ ณ วินาทีที่ 450 = $\displaystyle\frac{{\Delta \left[ {{\rm NO}_{\rm 2} } \right]}}{{\Delta {\rm t}}}$
                                                                               = $\displaystyle\frac{{0.0087mol/dm^3 }}{{250s}}$
                                                                               = $\displaystyle0.000035mol/dm^3 .s$
                                                                               = $\displaystyle3.5 \times 10^{-5} mol/dm^3.s$

จากเรื่องปณิมาณสัมพันธ์ของสารที่ได้ศึกษาผ่านมาทำไห้ทราบว่าในปฏิกิริยาเคมีใด ๆ ปริมาณของสารตั้งต้นกับผลิตภัณฑ์จะมีความสัมพันธ์กัน ให้นักเรียนพิจารณาปฏิกิริยาการสลายตัวของแก๊ส $\displaystyleN_2O_5$ ดังสมการ

จากสมการที่ดุลแล้วนี้จะพบว่าแก๊ส $\displaystyle N_2O_5$ 2 โมล สลายตัวให้แก๊ส $\displaystyle NO_2$ 4 โมล และแก๊ส $\displaystyle O_2$ 1 โมล หรือกล่าวอีกอย่างหนึ่งว่า

          อัตราการเกิดแก๊ส $\displaystyle O_2=\frac{1}{4}$ (อัตราการเกิดแก๊ส $\displaystyle NO_2$ ) =   $\displaystyle - \frac{1}{2}$ (อัตราการสลายตัวของแก๊ส $\displaystyle N_2O_5$ ) หรือ

            $\displaystyle  \frac{{\Delta \left[ {O_2 } \right]}}{{\Delta t}} = \frac{1}{4}\left[ {\frac{{\Delta \left[ {NO_2 } \right]}}{{\Delta t}}} \right] =-\frac{1}{2}\left[{\frac{{\Delta\left[ {N_2O_5} \right]}}{{\Delta t}}} \right]$

นั่นคือ ปฏิกิริยาการสลายตัวของแก๊ส $\displaystyleN_2 O_5$ ได้แก๊ส $\displaystyle  NO_2$ และ $\displaystyle O_2$ สามารถหาอัตราการเกิดปฏิกิริยาจากสารต่าง ๆ โดยคิดจากความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่ลดลงและผลิตภัณฑ์ที่เพิ่มขึ้นในสมการที่ดุลแล้วได้ดังนี้

อัตราการเกิดปฏิกิริยา * = $\displaystyle \frac{{\Delta \left[ {O_2 } \right]}}{{\Delta t}}$
                                      = $\displaystyle \frac{1}{4}\left[ {\frac{{\Delta \left[ {NO_2 } \right]}}{{\Delta t}}} \right]$
                                  = $\displaystyle-\frac{1}{2}\left[ {\frac{{\Delta \left[ {N_2 O_5 } \right]}}{{\Delta t}}} \right]$

          หรืออาจกล่าวได้ว่าในสมการที่ดุลแล้ว อัตราการเกิดปฏิกิริยาของสารต่าง ๆ จะเท่ากับอัตราการเปลี่ยนแปลงปรมาณเป็นโมลของสารแต่ละชนิด หารด้วยสัมประสิทธิ์แสดงจำนวนโมลของสารนั้น ๆ

ตัวอย่างที่ 1 เชื้อเพลิงสะอาดชนิดหนึ่งที่สามารถใช้ในเครื่องยนต์ในอนาคตคือ
$\displaystyle 2H{}_2\left( g \right)+O_2 \left( g \right)\to 2H_2 O\left( g \right)$
ก.   จงเขียนความสัมพันธ์แสดงการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของ $\displaystyle H_2 O_2$ และ $\displaystyle H_2 O$ กับเวลา
ข.   เมื่อความเข้มข้นของ $\displaystyle O_2$ มีอัตราการลดลงเป็น $\displaystyle 0.23mol/dm^3 .s$ อัตราการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของ $\displaystyle H_2 O$ จะเป็นเท่าไร
ก. อัตราการเกิดปฏิกิริยาของสารแต่ละชนิดเขียนได้ดังนี้
   อัตราการเกิดปฏิกิริยา = $\displaystyle - \frac{1}{2}\left[ {\frac{{\Delta \left[{H_2 }\right]}}{{\Delta t}}}\right]$
                                      = $\displaystyle-\frac{{\Delta \left[ {O_2 }\right]}}{{\Delta t}}$
                                      = $\displaystyle-\frac{1}{2}\left[ {\frac{{\Delta \left[ {H_2 O} \right]}}{{\Delta t}}}\right]$
ข. หาอัตราการเพิ่มขึ้นของ $\displaystyle\left[{H_2O}\right]$ เมื่อทราบ $\displaystyle\left[{O_2}\right]$ ที่ลดลง

        $\displaystyle - \frac{1}{2}\left[ {\frac{{\Delta \left[ {H_2 O} \right]}}{{\Delta t}}} \right]$ = $\displaystyle - \frac{{\Delta \left[ {O_2 } \right]}}{{\Delta t}}$

                                       = $\displaystyle - \left( { - 0.23mol/dm^3 .s} \right)$

                                       = $\displaystyle 0.23mol/dm^3 .s$

       $\displaystyle  \frac{{\Delta \left[ {H_2 O} \right]}}{{\Delta t}}$ = 2x0.23 $\displaystyle\left({mol/dm^3 }\right)$

                                        = 0.46 $\displaystyle\left({mol/dm^3 }\right)$

อัตราการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของ $\displaystyle H_2O$ = 0.46 $\displaystyle\left({mol/dm^3 }\right)$ .s

ความหมายอัตราการเกิดปฏิกิริยา

เเนวคิดเกี่ยวกับการเกิดปฏิกิริยา

พลังงานกับการดำเนินไปของปฏิกิริยา

ปัจจัยที่มีผลอัตราการเกิดปฏิกิริยา

บทความ

NO 2

O2