วิชาการ.คอม-บทเรียนออนไลน์-ปัจจัยที่มีผลต่อภาวะสมดุล | บทเรียน วิชาการ.คอม
เคมี
 

ปัจจัยที่มีผลต่อภาวะสมดุล

สร้างเมื่อ 13 ก.ค. 2555 15:53:22
  • ระดับม.5
  • 8,994 view

 

                                                                                 ปัจจัยที่มีผลต่อภาวะสมดุล

 

ปฏิกิริยาเคมีที่อยู่ในภาวะสมดุล ยังคงมีการเปลี่ยนแปลงทั้งไปข้างหน้าและย้อนกลับเกิดขึ้นต่อเนื่องกันตลอดเวลาด้วยอัตราเร็วที่เท่ากัน รวมทั้งมีสมบัติต่าง ๆ ของระบบคงที่ เช่น ความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ในระบบ เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงภาวะสมดุลของระบบจะทำให้ปฏิกิริยาเกิดการเปลี่ยนแปลงหรือไม่ ในหัวข้อนี้จะได้ศึกษาว่าปัจจัยใดบ้างที่มีผลต่อภาวะสมดุลของระบบ และระบบเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างไร

 

          การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้น

          การเปลี่ยนความเข้มข้นจะมีผลต่อภาวะสมดุลอย่างไร ศึกษาได้จากการทดลองต่อไปนี้

     การทดลอง 7.4 การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นกับภาวะสมดุล

   1. ใส่น้ำกลั่นลงในหลอดทดลองขนาดเล็ก 4 หลอด หลอดละ 5 หยด แล้วหยดสารละลาย \displaystyleFe(NO_3)_30.05mol/dm^3 และสารละลาย \displaystyleNH_4SCN0.5mol/dm^3 ชนิดละ 1 หยด ลงไปในแต่ละหลอด เขย่าจนเป็นเนื้อเดียวกัน

 2. นำสารในข้อ 1 มาทดลองต่อโดย
          หลอดที่ 1 เก็บไว้สำหรับเปรียบเทียบสี
          หลอดที่ 2 หยดสารละลาย \displaystyleFe(NO_3 )_30.05mol/dm^3 2 หยด
          หลอดที่ 3 หยดสารละลาย \displaystyleNH_4SCN0.5mol/dm^3 2 หยด
          หลอดที่ 4 หยดสารละลาย \displaystyleNa_2HPO_40.05mol/dm^3 2 หยด
สังเกตการณ์เปลี่ยนแปลงสีโดยเปรียบเทียบกับหลอดที่ 1 บันทึกผลในแต่ละหลอด
 - เมื่อเติมสารละลาย \displaystyleFe(NO_3)_3 ลงในหลอดที่ 2 และเติมสารละลาย \displaystyleNH_4SCNลงในหลอดที่ 3 ความเข้มข้นของสารใดเปลี่ยนแปลง ทราบได้อย่างไร
          - การเปลี่ยนแปลงในหลอดที่ 4 แตกต่างจากหลอดที่ 2 และ 3 อย่างไร
          - เมื่อเติมสารละลาย \displaystyleFe(NO_3)_3NH_4SCN และ \displaystyleNa_2HPO_4 ลงในแต่ละหลอด ภาวะสมดุลของระบบเปลี่ยนไปหรือไม่ และระบบเข้าสู่ภาวะสมดุลหรือไม่ ทราบได้อย่างไร
   เมื่อผสมสารละลาย \displaystyleFe(NO_3 )_3 กับสารละลาย \displaystyleNH_4SCN เข้าด้วยกัน จะได้สารละลายสีแดงของ \displaystyle[FeSCN]^{2+} จากการศึกษาเรื่องการเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้ที่ผ่านมาทำให้ทราบว่า เมื่อความเข้มข้นของสีคงที่แสดงว่าขณะนั้นระบบอยู่ในภาวะสมดุล สมการแสดงปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นดังนี้

\displaystyleFe^{3+}(aq)+SCN^-(aq)\Leftrightarrow[FeSCN]^{2+}(aq)  .........…..(1)
สีเหลือง    ไม่มีสี    สีแดง   
     เมื่อเติม \displaystyleFe(NO_3)_3 ลงในระบบที่อยู่ในภาวะสมดุลพบว่าสารละลายมีสีแดงเข้มขึ้น เนื่องจากในระบบมีปริมาณของ\displaystyleFe^{3+}เพิ่มขึ้นระบบจึงปรับตัวไปในทิศทางที่จะลดปริมาณ\displaystyle Fe^{3+} โดยทำปฏิกิริยากับ \displaystyleSCN^- เกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าได้ \displaystyle[FeSCN]^{2+} เพิ่มขึ้น เมื่อความเข้มข้นของสีคงที่แสดงว่าระบบปรับตัวเข้าสู่ภาวะสมดุลอีกครั้งหนึ่ง ณ ภาวะสมดุลนี้ ความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์แต่ละชนิดจะแตกต่างไปจากภาวะสมดุลเดิม ในทำนองเดียวกันถ้าเติม \displaystyleNH_4 SCN ลงในระบบที่อยู่ในภาวะสมดุล \displaystyleSCN^- ก็จะทำปฏิกิริยากับ \displaystyleFe^{3+} ได้ \displaystyle[FeSCN]^{2+} เพิ่มมากขึ้น สารละลายจึงมีสีแดงเข้มขึ้นและในที่สุดระบบจะเข้าสู่ภาวะสมดุลอีกครั้งโดยที่สารในระบบมีความเข้มข้นแตกต่างจากภาวะสมดุลเดิม

 

      เมื่อเติมสารละลาย \displaystyleNa_2HPO_4 ลงไปในระบบที่อยู่ในภาวะสมดุล \displaystyleHPO_4 ^{2-} จะทำปฏิกิริยากับ \displaystyleFe^{3+} ได้ตะกอนขาวของไอร์ออน (III) ฟอสเฟต \displaystyle(FePO_4) และสารละลายมีสีจางลง เขียนสมการได้ ดังนี้

\displaystyleFe^{3+}(aq)+2HPO_4^{2 -} (aq)\LeftrightarrowFePO_4(s)+H_2PO_4^-(aq)    .........……(2)ตะกอนขาว

   การเกิดปฏิกิริยา (2) เกิดขึ้น ดังนี้

  \displaystyleHPO_4^{2-}(aq)+HPO_4^{2-}(aq)\LeftrightarrowH_2PO_4^-(aq)+PO_4^{3 -}(aq)

\displaystyleFe^{3+}(aq)+PO_4^{3-}(aq)\LeftrightarrowFePO_4(s)

\displaystyleFe^{3+}(aq)+2HPO_4^{2-}(aq)\LeftrightarrowFePO_4 (s)+H_2PO_4^-(aq)


 

  เมื่อ \displaystyleFe^{3+} ทำปฏิกิริยากับ \displaystyleHPO_4^{2-} ความเข้มข้นของ \displaystyleFe^{3+} ซึ่งเป็นสารตั้งต้นจะลดลง \displaystyle[FeSCN]^{2+} ในสมการ (1) จึงเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับโดยสลายให้ \displaystyleFe^{3+} และ \displaystyleSCN^- ทำให้สารละลายสีแดงมีสีจางลงพร้อมกับเกิดตะกอนสีขาวของ \displaystyleFePO_4 เมื่อสีของสารละลายคงที่แสดงว่าระบบเข้าสู่ภาวะสมดุลอีกครั้ง

            จากการทดลองนี้นักเรียนคงสรุปได้ว่า เมื่อเปลี่ยนความเข้มข้นของสารในระบบ ภาวะสมดุลของระบบจะเปลี่ยนแปลงด้วย ส่วนค่าคงที่สมดุลของระบบจะเปลี่ยนแปลงหรือไม่ ให้พิจารณาข้อมูลเกี่ยวกับระบบที่ภาวะสมดุล ณ อุณหภูมิ \displaystyle458{}^\circC CCจากตาราง 7.5

    ตาราง 7.5 ข้อมูลเกี่ยวกับระบบที่ภาวะสมดุล อุณหภูมิ \displaystyle458{}^\circCCC

  \displaystyleH_2(g)+I_2(g)\Leftrightarrow2HI(g)
   ณ ภาวะสมดุลเริ่มต้นเมื่อเพิ่ม \displaystyle[H_2 ] เป็นสองเท่า ณ ภาวะสมดุลสุดท้าย
\displaystyle[H_2 ]=0.010
\displaystyle[I_2 ]=0.010
[HI]=0.068
\displaystyleK=\frac{{[HI]^2}}{{[H_2][I_2]}}=\frac{{(0.068)^2}}{{0.010\times0.010}}
K=46.2\displaystyle[H_2 ]=0.020
\displaystyle [I_2 ]=0.010
[HI]=0.068
    \displaystyle[H_2 ]=0.017
\displaystyle [I_2 ]=0.007
[HI]=0.074
\displaystyle K=\frac{{[HI]^2}}{{[H_2][I_2]}}=\frac{{(0.074)^2}}{{0.017\times0.007}}
K=46.0
จากข้อมูล แสดงว่าค่าที่คำนวณจากอัตราส่วนระหว่าความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์กับสารตั้งต้นตามปริมาณสัมพันธ์ของสมการ ณ ภาวะสมดุลเริ่มต้นและสมดุลสุดท้ายมีค่าใกล้เคียงกัน จึงสรุปได้ว่า  ความเข้มข้นมีผลต่อภาวะสมดุลของระบบ แต่ไม่มีผลต่อค่าคงที่สมดุล

การเปลี่ยนความดันและอุณหภูมิ

 

จากการทดลอง 7.4 ช่วยให้ทราบว่าการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นจะมีผลต่อภาวะสมดุล นักเรียนคิดว่าถ้าเปลี่ยนความดันและอุณหภูมิ จะมีผลต่อภาวะสมดุลหรือไม่สามารถศึกษาได้จากภาวะสมดุลระหว่างแก๊สไนโตรเจนไดออกไซด์กับแก๊สไดไนโตรเจนเตตระออกไซด์ จากการทดลองต่อไปนี้

การทดลอง 7.5 การศึกษาผลของความดันและอุณหภูมิต่อภาวะสมดุล (สาธิต)

    ตอนที่ 1 การเตรียมแก๊ส \displaystyleNO_2

 1.    เตรียมหลอดทดลองขนาดใหญ่พร้อมจุกยางที่มีหลอดนำแก๊สเสียบอยู่และต่ออยู่กับสายยางที่มีคลิปสำหรับหนีบ เพื่อไม่ให้แก๊สที่เกิดขึ้นรั่วออกมาได้
2.    ใส่ชิ้นโลหะทองแดงประมาณ 1 กรัม ลงในหลอดทดลองในข้อ 1 แล้วเติมสารละลายกรดไนตริกเข้มข้น 5\displaystylecm^3 ลงไป ปิดจุกยางทันที

3..    เก็บแก๊สใส่ในหลอดฉีดยาพลาสติกที่แห้งและดึงก้านหลอดฉีดยาออก รวมทั้งมีด้านปลายที่ต่อกับเข็มฉีดยาปิดสนิท เมื่อได้แก๊สเต็มกระบอกแล้วรีบปิดหลอดฉีดยาด้วยก้านสูบทันที และเก็บไว้ใช้ในการทดลองตอนที่ 2

4.     เก็บแก๊สใส่หลอดทดลองขนาดเล็กและแห้ง 3 หลอดปิดจุกยางให้แน่นเพื่อเก็บไว้ใช้ในการทดลองตอนที่ 3

                                               

 

   รูป 7.11 การเก็บแก๊สไนโตรเจนไดออกไซด์ในหลอดฉีดยา

 

ผลของไนโตรเจนไดออกไซด์ต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม

    -แก๊ส \displaystyleNO_2 มีพิษ ควรหลีกเลี่ยงการหายใจเอาแก๊สนี้เข้าสู่ร่างกาย การสูดดมในปริมาณมากจะทำให้เกิการระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจและปอด

-การได้รับหรือสูดดมแก๊ส \displaystyleNO_2 อย่างต่อเนื่องเป็นระยะเวลานานจะทำให้เกิดการติดเชื้อในระบบทางเดินหายใจ และมีผลต่อสภาพภายในของปอดอย่างถาวร

-แก๊ส \displaystyleNO_2 ทำปฏิกิริยากับละอองน้ำในบรรยากาศหรือน้ำฝน ทำให้เกิดเป็นฝนกรด ดังสมการ \displaystyle2NO_2(g)+H_2O(l)\toHNO_2(aq)+HNO_3(aq)

 ตอนที่ 2

การเปลี่ยนความดันกับภาวะสมดุล

1.               สังเกตสีของแก๊สในหลอดฉีดยาที่เตรียมไว้แล้วจากตอนที่ 1 บันทึกผล

2.               กดก้านหลอดฉีดยาลงอย่างเร็วจนปริมาตรลดลงครึ่งหนึ่งหรือน้อยกว่านั้นพร้อมกับสังเกตสีของแก๊ส กดให้อยู่ ณ ตำแหน่งนั้นประมาณ 15 วินาที สังเกตสีของแก๊สเทียบกับเมื่อกดอยู่ที่ตำแหน่งนั้นใหม่ ๆ

3.               ดึงก้านหลอดฉีดยาขึ้นมาอย่างเร็วให้อยู่ที่ระดับเดิมหรือใกล้เคียงกับที่เก็บแก๊สไว้ สังเกตสีของแก๊สและดึงให้อยู่ ณ ตำแหน่งนั้นประมาณ 15 วินาที สังเกตสีเทียบกับเมื่อดึงให้อยู่ในตำแหน่งนั้นใหม่ ๆ

4.               ทำการทดลองตามข้อ 2-3 ซ้ำอีกครั้ง

 

 ตอนที่ 3

  การเปลี่ยนอุณหภูมิกับภาวะสมดุล
1.    นำหลอดทดลองบรรจุแก๊ส \displaystyleNO_2 (ที่เตรียมไว้ในตอนที่ 1) มา 3 หลอด หลอดทดลองที่ 1 จุ่มในน้ำร้อนอุณหภูมิประมาณ \displaystyle70{}^\circC หลอดทดลองที่ 2 จุ่มในน้ำแข็ง ตั้งไว้สักครู่ สังเกตสีและเปรียบเทียบกับสีของแก๊สในหลอดทดลองที่ 3
2.    นำหลอดทดลองที่จุ่มในน้ำร้อนมาจุ่มในน้ำแข็งและหลอดทดลองที่จุ่มในน้ำแข็งมาจุ่มในน้ำร้อนตั้งไว้สักครู่ สังเกตสีและเปรียบเทียบกับสีของแก๊สในหลอดทดลองที่ 3
3.    นำหลอดทดลองทั้งสองตั้งไว้ที่อุณหภูมิห้องหรือปรับอุณหภูมิให้เท่ากันโดยการแช่น้ำที่อุณหภูมิห้องสักครู่ สังเกตสีและเปรียบเทียบกับสีของแก๊สในหลอดทดลองที่ 3

- เมื่อกดและดึงก้านหลอดฉีดยา ภาวะสมดุลของระบบจะเปลี่ยนแปลงไปในทิศทางเดียวกันหรือไม่
          - ความดันมีผลต่อภาวะสมดุลของระบบหรือไม่อย่างไร
          -  เมื่อเปลี่ยนความดันของระบบ ระบบจะเข้าสู่ภาวะสมดุลอีกหรือไม่ อย่างไร
          - เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น จะเกิดแก๊ส \displaystyleNO_2 เพิ่มขี้นหรือลดลง
          - ปฏิกิริยาการสลายตัวของ \displaystyleN_2O_4 เป็นปฏิกิริยาดูดความร้อนหรือคายความร้อน
          - เมื่อเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของระบบ ระบบจะเข้าสู่ภาวะสมดุลอีกหรือไม่
          - อุณหภูมิมีผลต่อภาวะสมดุลของระบบหรือไม่อย่างไร

แก๊สไนโตรเจนไดออกไซด์ในการทดลองนี้เตรียมจากปฏิกิริยาระหว่างโลหะทองแดงกับกรดไนตริกเข้มข้นเขียนสมการแสดง ได้ดังนี้

  \displaystyleCu(s)+4HNO_3(aq) \toCu(NO_3)_2(aq)+2H_2O(l)+2NO_2 (g)

 

ในระบบปิด แก๊ส \displaystyleNO_2 สามารถรวมตัวกันเกิดเป็นแก๊ส \displaystyleN_2O_4 และมีภาวะสมดุลเกิดขึ้นดังสมการ

 

\displaystyle2NO_2(g)\LeftrightarrowN_2 O_4 (g)


ไนโตรเจนไดออกไซด์                      ไดไนโตรเจนเตตระออกไซด์

(สีน้ำตาลแดง)                                         (ไม่มีสี)

 ความดันของแก๊ส ณ อุณหภูมิหนึ่ง เกิดจากโมเลกุลของแก๊สชนกับผนังภาชนะ ถ้าจำนวนโมเลกุลมีมากความดันก็จะยิ่งมาก ในการทดลองตอนที่ 2 การกดก้านหลอดฉีดยาเป็นการลดปริมาตรของระบบ ทำให้ระบบมีความดันรวมเพิ่มขึ้นและความเข้มข้นของแก๊สสูงขึ้น จึงพบว่าแก๊สผสมมีสีเข้มขึ้นชั่วขณะหนึ่งแล้วจางลงเล็กน้อยและมีสีคงที่ แสดงว่าระบบเข้าสู่สมดุลอีกครั้ง การที่แก๊สผสมมีสีจางลงอธิบายได้ว่า เนื่องจากความเข้มข้นของ

         \displaystyleNO_2 ลดลง หรือกล่าวได้ว่า\displaystyleNO_2 จำนวนหนึ่งรวมตัวกันเกิด\displaystyleN_2O_4 เพื่อลดความดันรวมภายในระบบ (การรวมตัวของ \displaystyleNO_2 2 โมล จะได้ \displaystyleN_2O_41 โมล ทำให้จำนวนโมลรวมของระบบลดลง ความดันรวมของระบบจึงลดลง) ทำให้ความเข้มข้นของ \displaystyleN_2 O_4 เพิ่มขึ้นดังรูป 7.12               

 

รูป7.12การเปลี่ยนความเข้มข้นของสีในระบบที่ประกอบด้วยแก๊ส\displaystyleNO_2และ\displaystyleN_2O_4

   เมื่อดึงก้านหลอดฉีดยาขึ้นอย่างรวดเร็วจนปริมาตรของแก๊สในระบบใกล้เคียงกับตอนเริ่มต้น สีของแก๊สจะจางลงและค่อย ๆ เข้มขึ้นเล็กน้อยและในที่สุดจะคงที่ อธิบายได้ว่าการดึงก้านหลอดฉีดยาทำให้ปริมาตรของระบบเพิ่มขึ้นเป็นผลให้ความดันรวมและความเข้มข้นของแก๊ส \displaystyleNO_2 ในระบบลดลง สีของแก๊สจึงจางลง ส่วนการที่สีค่อย ๆ เข้มขึ้นอีกเล็กน้อย แสดงว่าแก๊ส \displaystyleN_2O_4 สลายตัวเกิดเป็น\displaystyleNO_2 เพิ่มขึ้นเนื่องจากการสลายตัวของแก๊ส \displaystyleN_2 O_4 ทำให้จำนวนโมเลกุลของแก๊สในระบบเพิ่มขึ้น (เพราะว่า \displaystyleN_2 O_4 1 โมล สลายตัวให้ \displaystyleNO_2 2 โมล) และมีผลทำให้ความดันภายในระบบเพิ่มขึ้นด้วย ในที่สุดเมื่อสีคงที่แสดงว่าระบบเข้าสู่ภาวะสมดุลอีกครั้งดังนั้นการกดหรือดึงก้านหลอดฉีดยาซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงความดันของระบบ จึงทำให้ภาวะสมดุลของระบบเปลี่ยนแปลงไป และมีทิศทางตรงข้ามกัน


          การเปลี่ยนแปลงความดันไม่มีผลต่อภาวะสมดุลของสารในสถานะของเหลวหรือของแข็ง เนื่องจากของเหลวและของแข็งมีปริมาตรคงที่ แต่มีผลโดยตรงต่อภาวะสมดุลของปฏิกิริยาที่มีสารในสถานะแก๊สเท่านั้น ทั้งนี้ปฏิกิริยานั้นต้องมีจำนวน โมลรวมของแก๊สที่เป็นสารตั้งต้นไม่เท่ากับจำนวนโมลของผลิตภัณฑ์ เช่น

 

           \displaystyleCH_4(g)+H_2O(g)\LeftrightarrowCO(g)+3H_2(g)
           \displaystyle2SO_2(g)+O_2(g)\Leftrightarrow2SO_3(g)

สำหรับปฏิกิริยาที่สารตั้งต้นกับผลิตภัณฑ์เป็นแก๊สและมีจำนวนโมลรวมเท่ากัน เช่น

           \displaystyleH_2(g)+Cl(g)\Leftrightarrow2HCl(g)
           \displaystyleCO_2(g)+H_2 (g)\LeftrightarrowCO(g)+H_2 O(g)

  การเปลี่ยนแปลงความดันจะไม่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงภาวะสมดุลของระบบในลักษณะนี้ เนื่องจากการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าหรือปฏิกิริยาย้อนกลับไม่ทำให้จำนวนโมลรวมของแก๊สในระบบเปลี่ยนแปลง
          ในการทดลองตอนที่ 3 บรรจุแก๊ส \displaystyleNO_2 ไว้ในหลอดทดลองสามหลอดและเป็นระบบปิด แก๊ส \displaystyleNO_2 จึงรวมตัวกันเป็นแก๊ส \displaystyleN_2O_4 เกิดภาวะสมดุลดังสมการ
   \displaystyle2NO_2 (g)\LeftrightarrowN_2O_4(g)

                                                  

สีน้ำตาลแดง                         ไม่มีสี

 

 เมื่อจุ่มหลอดทดลองบรรจุแก๊สผสมในน้ำร้อน แก๊สที่อยู่ในหลอดทดลองจะมีสีน้ำตาลแดงเข้มขึ้นเมื่อเทียบกับหลอดทดลองที่ 3 แสดงว่าเกิดแก๊ส \displaystyleNO_2 เพิ่มขึ้น อธิบายได้ว่าเนื่องจากปฏิกิริยาการแยกสลายแก๊ส \displaystyleN_2 O_4 เกิดเป็นแก๊ส \displaystyleNO_2 เป็นแบบดูดความร้อน การเพิ่มพลังงานให้แก่ระบบจะทำให้ปฏิกิริยาเกิดได้ดีและมีปริมาณผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้น ดังนั้นการจุ่มหลอดบรรจุแก๊สผสมในน้ำร้อน จึงทำให้แก๊ส \displaystyleN_2 O_4 แยกสลายเป็นแก๊ส \displaystyleNO_2 เพิ่มขึ้น แก๊สจึงมีสีเข้มขึ้น ในที่สุดเมื่อสีของแก๊สคงที่แสดงว่าระบบเข้าสู่สมดุลอีกครั้งหนึ่ง

  ในทางตรงกันข้าม เมื่อนำหลอดบรรจุแก๊สผสมไปจุ่มในน้ำเย็น แก๊สมีสีจางลงกว่าหลอดทดลองที่ 3 แสดงว่าความเข้มข้นของแก๊ส \displaystyleNO_2 ลดลง เนื่องจากปฏิกิริยาการรวมตัวของแก๊ส \displaystyleNO_2 เกิดเป็นแก๊ส \displaystyleN_2 O_4 เป็นปฏิกิริยาคายความร้อนเมื่อลดอุณหภูมิของระบบโดยการจุ่มในน้ำเย็น ระบบจะถ่ายเทพลังงานออกสู่สิ่งแวดล้อมได้ดี ทำให้แก๊ส \displaystyleNO_2 รวมตัวเกิดเป็นแก๊ส \displaystyleN_2 O_4 ได้ดีขึ้น แก๊สจึงมีสีจางลง ในที่สุดเมื่อสีของแก๊สคงที่แสดงว่าระบบเข้าสู่ภาวะสมดุลอีกครั้ง
          จากผลการทดลอง 7.5 นักเรียนสรุปได้ว่าความดันและอุณหภูมิมีผลต่อภาวะสมดุลของระบบ
          เมื่อปฏิกิริยาดำเนินเข้าสู่ภาวะสมดุล ณ อุณหภูมิหนึ่งพบว่าการรบกวนสมดุล โดยการเปลี่ยนความดันของระบบหรือการเปลี่ยนความเข้มข้นของสารไม่มีผลต่อค่าคงที่สมดุลถ้ามีการเปลี่ยนแปลงอุณหภุมิจะมีผลต่อค่าคงที่สมดุลหรือมไม่ให้พิจารณาข้อมูลในตาราง 7.6

ตาราง 7.6 แสดงความเข้มข้นของแก๊ส \displaystyleNO_2N_2O_4 และค่าคงที่สมดุล ณ อุณหภูมิต่าง ๆ ของปฏิกิริยา \displaystyleN_2 O_4(g)\Leftrightarrow2NO_2(g)

อุณหภูมิ\displaystyle{}^\circC

ความเข้มข้นที่ภาวะสมดุล\displaystyle(mol/dm^3)

\displaystyleK=\frac{{[NO_2 ]^2 }}{{[N_2 O{}_4]}}

\displaystyle[NO_2]

\displaystyle[N_2O_4]

25

35

45

55

0.076

0.108

0.149

0.201

0.962

0.946

0.899

0.048

\displaystyle6.0\times10^{-3}

 \displaystyle1.2\times10^{-2}

   \displaystyle2.5\times10^{-2}

8.4 x 10-1

ปฏิกิริยาการสลายตัวของแก๊ส \displaystyleN_2O_4 เป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน เมื่อใช้ข้อมูลในตาราง 7.6 เขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่สมดุลกับอุณหภูมิจะได้กราฟดังรูป 7.13
          สำหรับปฏิกิริยาคายความร้อน เช่น
           \displaystyleN_2(g)+3H_2(g)\Leftrightarrow2NH_3(g)
ซึ่งมีค่าคงที่สมดุลเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิดังตาราง 7.7

ตาราง 7.7 ค่าคงที่สมดุล ณ อุณหภูมิต่าง ๆ ของปฏิกิริยา \displaystyleN_2(g)+3H_2(g)\Leftrightarrow2NH_3(g)

อุณหภูมิ\displaystyle{}^\circC

ค่าคงที่สมดุล (K)

25

\displaystyle6.0\times10^5

200

065

300

0.011

400

\displaystyle6.2\times10^{- 4}

500

\displaystyle7.4\times10^{-5}

          เมื่อเขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่สมดุลกับอุณหภูมิ จะได้ดังรูป 7.14

 

 

รูป 7.13 กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่สมดุลกับอุณหภูมิของปฏิกิริยาดูดความร้อน

 

 

รูป 7.14 กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่สมดุลกับอุณหภูมิของปฏิกิริยาคายความร้อน

 

จากข้อมูลดังกล่าวช่วยให้สรุปได้ว่า การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของระบบมีผลทำให้ค่าคงที่สมดุลเปลี่ยนแปลง โดยค่าคงที่สมดุลจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงขึ้นอยู่กับว่าเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อนหรือคายความร้อน ถ้าเป็น ปฏิกิริยาคายความร้อน การลดอุณหภูมิทำให้ได้ผลิตภัณฑ์มากขึ้นและค่าคงที่สมดุลสูงขึ้น แต่ถ้าเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน การลดอุณหภูมิทำให้ได้ผลิตภัณฑ์น้อยลงและค่าคงที่สมดุลลดลง ดังนั้นในการบอกค่าคงที่สมดุลใด ๆ จึงต้องระบุอุณหภูมิไว้ด้วย