logo IPST4 IPST4
  • วีดิทัศน์
  • คลังภาพ
  • บทความ
  • โครงงาน
  • บทเรียน
  • แผนการสอน
  • E-Books
    • คู่มือครู
    • คู่มือการใช้หลักสูตร
    • ชุดสื่อ 60 พรรษา
    • หนังสือเรียน
    • Ebook อื่นๆ
  • Apps
  • เกี่ยวกับ scimath
  • ติดต่อเรา
  • สรุปข้อมูล
  • แผนผังเว็บไซต์
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ

  • สมัครสมาชิก
  • ลืมรหัสผ่าน
  • คำถามที่พบบ่อย
  • วีดิทัศน์
  • คลังภาพ
  • บทความ
  • โครงงาน
  • บทเรียน
  • แผนการสอน
  • E-Books
    • คู่มือครู
    • คู่มือการใช้หลักสูตร
    • ชุดสื่อ 60 พรรษา
    • หนังสือเรียน
    • Ebook อื่นๆ
  • Apps
  • เกี่ยวกับ scimath
  • ติดต่อเรา
  • สรุปข้อมูล
  • แผนผังเว็บไซต์
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ

  • สมัครสมาชิก
  • ลืมรหัสผ่าน
  • คำถามที่พบบ่อย
  • learning space
  • ระบบอบรมครู
  • ระบบการสอบออนไลน์
  • ระบบคลังความรู้
  • สสวท.
  • สำนักงานสลากกินแบ่ง
  • วีดิทัศน์
  • คลังภาพ
  • บทความ
  • โครงงาน
  • บทเรียน
  • แผนการสอน
  • E-Books
    • คู่มือครู
    • คู่มือการใช้หลักสูตร
    • ชุดสื่อ 60 พรรษา
    • E-Books อื่นๆ
  • Apps
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ

  • คำถามที่พบบ่อย
  • สมัครสมาชิก
  • Forgot your password?
ค้นหา
    
ค้นหาบทเรียน
กลุ่มเป้าหมาย
ระดับชั้น
สาขาวิชา/กลุ่มสาระวิชา
การกรองเปลี่ยนแปลง โปรดคลิกที่ส่งเมื่อดำเนินการเสร็จ
เลือกหมวดหมู่
    
  • บทเรียนทั้งหมด
  • ฟิสิกส์
  • เคมี
  • ชีววิทยา
  • คณิตศาสตร์
  • เทคโนโลยี
  • โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ
  • วิทยาศาสตร์ทั่วไป
  • สะเต็มศึกษา
  • อื่น ๆ

สมดุลเคมี

โดย :
อนุสิษฐ์ เกื้อกูล
เมื่อ :
วันพุธ, 24 มีนาคม 2564
Hits
207324
  • 1. Introduction
  • 2. หลักของเลอชาเตอลิเยร์
  • 3. สมดุลเคมีในสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม
  • - All pages -

สมดุลเคมี (Chemical equilibrium) คือสภาวะที่ความเข้มข้นของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ไม่เปลี่ยนแปลงอีกแม้เวลาผ่านไป เราจะเรียกว่าปฏิกิริยาเคมีนั้นอยู่ในสมดุล (equilibrium)

11676 1
ภาพการเข้าสู่สมดุลเคมีของสารอินทรีย์ Methyl tert-butyl ether (MTBE) ที่สกัดด้วยสารละลายโซเดียมไบคาร์บอร์เนตในน้ำ
ที่มา : https://th.wikipedia.org/wiki/สมดุลเคมี

กระบวนการเปลี่ยนแปลงทางวิทยาศาสตร์มี  3  รูปแบบ  คือ  การเปลี่ยนสถานะ  การละลาย  และการเกิดปฏิกิริยาเคมี  จำแนกเป็น  2  ลักษณะคือ

  1. การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นทางเดียวไม่ย้อนกลับ  (Inreversible reaction) หมายถึงเมื่อสิ่งหนึ่งเปลี่ยนแปลงไปเป็นอีกสิ่งหนึ่งแล้ว  สิ่งที่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงนี้จะไม่สามารถเปลี่ยนกลับมาสู่ภาวะเดิมได้โดยทันที  เช่น  การเผาไหม้ของสิ่งต่าง ๆ   เราไม่สามารถทำให้สิ่งที่เกิดจากการเผาไหม้  เปลี่ยนกลับไปเป็นสารเดิมเหมือนก่อนการเผาไหม้ได้อีก  การเปลี่ยนแปลงลักษณะนี้ไม่มีภาวะสมดุล เช่น ปฏิกิริยาการเผาไหม้ดังสมการ

CH4(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(g)                                                                                                                          

  1. การเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้หรือย้อนกลับได้ (Reversible reaction) มีลักษณะที่สำคัญคือเมื่อสิ่งหนึ่งเปลี่ยนแปลงไปเป็นสิ่งใหม่แล้ว  สิ่งใหม่ที่เกิดขึ้นก็สามารถเปลี่ยนกลับมาเป็นสิ่งเดิมได้ทันที การเปลี่ยนแปลงลักษณะนี้จะเกิดภาวะสมดุลขึ้นได้  เช่น  การผลิต ก๊าซแอมโมเนีย (NH3) จากปฏิกิริยาระหว่างก๊าซไฮโดรเจน (H2) กับก๊าซไนโตรเจน (N2) ดังสมการ

                                                               3 H2(g)   +  N2(g)    ↔    2NH3(g)

                ในการเกิดปฏิกิริยานี้  ก๊าซ H2  และ N2  เป็นสารตั้งต้น  ทำปฏิกิริยากันกลายเป็นก๊าซ NH3  และในทันทีที่เกิดก๊าซ  NH3   ก๊าซ NH3  ที่เกิดขึ้นจะสลายตัวกลับไปเป็นก๊าซ  H2  และ N2  อย่างเดิม  ฉะนั้นในเวลาเดียวกันจึงมีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้น  2    กระบวนการพร้อมกัน  ได้แก่

                        2.1  ก๊าซ H2  กับ N2  ทำปฏิกิริยากันกลายเป็นก๊าซ NH3  ดังสมการ

                                           3 H2(g)   +  N2(g)    →    2NH3(g)

            กระบวนการนี้เกิดขึ้นก่อน  เรียกว่าการเปลี่ยนแปลงไปข้างหน้า  (forward change  หรือ forward reaction)

                       2.2  ก๊าซ NH3  บางส่วนสลายตัวกลับมาเป็นก๊าซ  H2  กับ N2  ตามเดิม  ดังสมการ

                                            2NH3(g)      →     3H2(g)  +  N2(g)

                กระบวนการนี้เกิดขึ้นทีหลัง  เรียกว่าการเปลี่ยนแปลงย้อนกลับ (reverse change  หรือ reverse reaction)     เมื่อนำการเปลี่ยนแปลงทั้ง  2  มาเขียนไว้ในสมการเดียวกัน  รูปของสมการจะเป็นดังนี้

                                           2NH3(g)        ⇌      3H2(g) +  N2(g)

                                   

ภาวะสมดุล  หมายถึง  ภาวะที่ระบบมีสมบัติคงที่  หรือภาวะที่สารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ทุกชนิดมีปริมาณหรือความเข้มข้นคงที่  หรือภาวะที่อัตราการเปลี่ยนแปลงไปข้างหน้าเท่ากับอัตราการเปลี่ยนแปลงย้อนกลับ

          สมบัติของระบบ  ณ ภาวะสมดุล

  1. ต้องเป็นปฏิกิริยาที่ผันกลับได้ โดย  ต้องเกิดในระบบปิด

  2. มีปฏิกิริยาไปข้างหน้าและย้อนกลับเกิดขึ้นตลอดเวลา โดยจำนวนโมลของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์คงที่แต่อาจเท่ากันหรือไม่เท่ากันก็ได้  และ  อัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าเท่ากับปฏิริยาย้อนกลับ

  3. สมบัติของระบบคงที่ (จำนวนโมลคงที่  สีของสารคงที่  ความดันคงที่  และอุณหภูมิคงที่)

          ภาวะสมดุลระหว่างสถานะ  สารต่างๆสามารถเปลี่ยนสถานะได้ โดยมีการเปลี่ยนแปลงพลังงานควบคู่ไปด้วย  ดังแผนภาพนี้

11676 7                            

          ที่ภาวะสมดุลของปฏิกิริยาเคมีระบบยังมิได้หยุดนิ่ง  ยังมีทั้งการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้า  และเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับตลอดเวลาโดยเกิดในอัตราที่เท่ากัน  เรียกภาวะสมดุลนี้ว่า  ภาวะสมดุลไดนามิก        

          ภาวะสมดุลในสารละลายอิ่มตัว  เมื่อให้ตัวถูกละลาย ละลายในตัวทำละลาย ตัวถูกละลายก็จะละลายได้เร็วในตอนแรกแล้วละลายได้ช้าลงและเมื่อเกิดสารละลายอิ่มตัว เราจะพบว่าตัวถูกละลายไม่ละลายต่อไปอีก  ไม่ว่าจะคนสารละลายเป็นเวลานานเท่าใดถ้าอุณหภูมิคงที่ เมื่อตั้งสารละลายอิ่มตัวไว้จะเกิดผลึกขึ้นและปริมาณของผลึกจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆจนในที่สุดผลึกคงที่ เรายังดูเหมือนว่าไม่เกิดผลึกอีก แต่ในระบบผลึกยังคงเกิดขึ้นเรื่อยๆแล้วก็ละลายในสารละลายอีกด้วย

          สมดุลในปฏิกิริยาเคมี  คือ  ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดภาวะสมดุลจะต้องเป็นปฏิกิริยาผันกลับได้  และ  สมบัติของระบบต้องคงที่  การศึกษาภาวะสมดุลของปฏิกิริยาเคมี  ตรวจสอบดังนี้

  • ทดสอบปฏิกิริยาไปข้างหน้า (สารตั้งต้นทำปฏิกิริยากันแล้วเกิดเป็นสารผลิตภัณฑ์หรือไม่)

  • ทดสอบปฏิกิริยาย้อนกลับ (นำสารผลิตภัณฑ์มาทำปฏิกิริยากันแล้วกลับไปเป็นสารตั้งต้นหรือไม่)

  • สังเกตสมบัติของระบบว่าคงที่หรือไม่ (อาจสังเกตสีว่าคงที่หรือไม่)

          การเปลี่ยนแปลงที่ก่อให้เกิดสมดุลเคมีต้องเป็นการเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้ ซึ่งแบ่งเป็น 3 ประเภท ดังนี้

         1.) การเปลี่ยนสถานะ

เช่น การกลายเป็นไอของน้ำในภาชนะปิด น้ำเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นแก๊ส

            H2O(l)  ⇌    H2O(g)

              หรือการระเหิดของไอโอดีนในภาชนะปิด ซึ่งเปลี่ยนสถานะไอโอดีนจากของแข็งเป็นแก๊ส

             I2(s) ⇌    I2 (g)

            ดังนั้น ในระบบอาจมีการเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว หรือจากของเหลวเป็นแก๊ส หรือจากแก๊สเป็นของแข็งอย่างใดอย่างหนึ่ง ดังนั้นการเปลี่ยนสถานะที่จะก่อให้เกิดสมดุลเคมีได้ต้องเกิดในระบบปิดเท่านั้น

2) การเกิดสารละลาย

          การเกิดสารละลายที่จะก่อให้เกิดสมดุลเคมี เช่น การละลายของเกลือ NaCl  ในน้ำได้สารละลาย แต่เมื่อให้ความร้อนจะเกิดเป็นสารละลายอิ่มตัว เมื่ออุณหภูมิลดลงจะเกิดการตกผลึกของเกลือ NaCl  กลับมา การเกิดสารละลายลักษณะนี้จึงก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้ การละลายของเกลือแกงแสดงดังสมการข้างล่าง(จะต้องละลายจนอิ่มตัวจึงจะเกิดสมดุล)

          NaCl (s)  +  H2O   ⇌      Na+(aq)   +  Cl- (aq)

3) การเกิดปฏิกิริยาเคมี

          การเกิดปฏิกิริยาบางปฏิกิริยาสามารถผันกลับได้ และก่อให้เกิดสมดุลเคมี  เช่น การละลายของก๊าซ  CO2  ในน้ำ อาจจะเกิดการเปลี่ยนแปลงในลักษณะการแพร่ของแก๊ส  CO2 ในน้ำ หรืออาจเกิดปฏิกิริยาเคมีกับน้ำได้กรดคาร์บอนิก และกรดคาร์บอนิกสามารถสลายตัวกลับมาเป็นแก๊ส CO2 และ H2O เหมือนเดิม

          CO2 (g)  +  H2O (l)  ⇌    H2CO3

แหล่งที่มา

บัญชา  แสนทวี และคณะ .(2551). หนังสือเรียนรายวิชาเคมีเพิ่มเติมชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 - 6 หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551. กรุงเทพฯ : สำนักงานพิมพ์วัฒนาพานิช.

พงศธร  นันทธเนศ และคณะ .(2556). หนังสือเสริมสร้างศักยภาพและทักษะ เคมี เล่ม 3 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 - 6. กรุงเทพฯ : บริษัทไทยร่มเกล้า จำกัด.

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2553). หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติม เคมี เล่ม 3 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551. กรุงเทพฯ: โรงพิมพ์คุรุสภาลาดพร้าว

 

 


Return to contents

 

 

          ใน พ.ศ. 2427  อ็องรี หลุยส์ เลอ ชาเตอลิเยร์ (Le  Chatelier,  Henry-louis)  ได้ให้ข้อมูลสรุปการศึกษาการค้นคว้าเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาสมดุลของปฏิกิริยาต่างๆไว้ดังนี้  “เมื่อระบบที่อยู่ในภาวะสมดุลถูกรบกวนโดยการเปลี่ยนแปลงปัจจัยที่มีผลต่อภาวะสมดุลขอระบบ  ระบบจะเกิดการเปลี่ยนแปลงไปในทิศทางที่จะลดผลของการรบกวนนั้น  เพื่อให้ระบบเข้าสู่ภาวะสมดุลอีกครั้ง”

          โดยระบบที่อยู่ในภาวะสมดุลมีสมบัติต่างๆของระบบคงที่  เช่น  ความเข้มข้นของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์คงที่  ความดันของระบบคงที่  อัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าเท่ากับอัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ  เป็นต้น  การรบกวนภาวะสมดุลของระบบโดยการเปลี่ยนแปลงสภาวะของสารในปฏิกิริยา  อาจทำให้ค่าคงที่ของสมดุลและตำแหน่งของภาวะสมดุลเปลี่ยนไป  หรืออาจทำให้ระบบเข้าสู่ภาวะสมดุลได้เร็วขึ้นหรือช้าลง

11676 12
ภาพอ็องรี หลุยส์ เลอ ชาเตอลิเยร์
ที่มา https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lechatelier.jpg ,

การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสาร

          การเพิ่มความเข้มข้นของสาร  เป็นการเพิ่มจำนวนโมเลกุลของสารที่เข้าทำปฏิกิริยาให้มีโอกาสชนกันมากขึ้น  ทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น  แต่การลดความเข้มข้นของสารเป็นการลดจำนวนโมเลกุลของสารที่เข้าทำปฏิกิริยา  ทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาลดลง

          การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารในปฏิกิริยาเคมี  โดยทั่วไปมีผลต่อภาวะสมดุลของระบบดังนี้

  1. การเพิ่มความเข้มข้นของสารตั้งต้นสารใดสารหนึ่ง สมดุลจะเลื่อนไปทางขวา  และเมื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารผลิตภัณฑ์สารใดสารหนึ่ง  สมดุลจะเลื่อนไปทางซ้าย

  2. การลดความเข้มข้นของสารตั้งต้นสารใดสารหนึ่ง สมดุลจะเลื่อนไปทางซ้าย  และเมื่อลดความเข้มข้นของสารผลิตภัณฑ์สารใดสารหนึ่ง  สมดุลจะเลื่อนไปทางขวา

  3. สารที่มีสถานะเป็นของแข็ง (s)  หรือของเหลวบริสุทธิ์  (l)  จะไม่มีผลต่อภาวะสมดุลของระบบ  เนื่องจากมีค่าความเข้มข้นคงที่

          โดยเมื่อเปลี่ยนความเข้มข้นของสารในระบบ  ภาวะสมดุลของระบบจะเปลี่ยนแปลงด้วย  แต่ไม่มีผลต่อค่าคงที่สมดุลของระบบ  คือ  ค่าคงที่สมดุลของระบบจะมีค่าคงที่ถึงแม้ว่าจะเพิ่มหรือลดความเข้มข้นของสารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์ก็ตาม

การเปลี่ยนแปลงความดันของระบบ

การเปลี่ยนแปลงความดันหรือปริมาตรจะมีผลต่อภาวะสมดุลก็ต่อเมื่อ

  1. ต้องเป็นภาวะสมดุลของระบบที่มีสารอย่างน้อยหนึ่งชนิดเป็นแก๊ส ถ้าเป็นระบบที่มีสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์เป็นของแข็งหรือของเหลว  การเปลี่ยนแปลงความดันจะไม่มีผลต่อภาวะสมดุลของระบบ

  2. จำนวนโมลของสารตั้งต้นที่เป็นแก๊ส ต้องไม่เท่ากับจำนวนโมลของสารผลิตภัณฑ์ที่เป็นแก๊ส

          โดยการเปลี่ยนแปลงความดันกับภาวะสมดุลของระบบที่มีแก๊สเกี่ยวข้องและจำนวนโมลของแก๊สตั้งต้น และจำนวนโมลของแก๊สผลิตภัณฑ์ต้องไม่เท่ากัน  การเปลี่ยนแปลงความดันจะมีผลในการทำให้ภาวะสมดุลเปลี่ยนไป  คือ

          -  การเพิ่มความดัน  เมื่อเพิ่มความดันให้แก่ระบบ  (ลดปริมาตรของระบบ)  ระบบจะปรับตัวไปในทิศทางลดความดัน  โดยการลดจำนวนโมลหรือโมเลกุลของระบบลง  เพราะความดันเป็นสัดส่วนโดยตรงกับจำนวนโมลหรือโมเลกุล  ดังนั้นการเพิ่มความดันจะทำให้ปฏิกิริยาเกิดไปทางด้านที่มีจำนวนโมลหรือโมเลกุลของแก๊สที่มีจำนวนโมลน้อยกว่าได้ดีขึ้น  ที่ภาวะสมดุลใหม่ความเข้มข้นของสารจะต่างจากภาวะสมดุลเดิม

          -  การลดความดัน  เมื่อลดความดันให้แก่ระบบ  (เพิ่มปริมาตรของระบบ)  ระบบจะปรับตัวไปในทิศทางเพิ่มความดัน  โดยการเพิ่มจำนวนโมลหรือโมเลกุลของระบบลง  เพราะความดันเป็นสัดส่วนโดยตรงกับจำนวนโมลหรือโมเลกุล  ดังนั้นการลดความดันจะทำให้ปฏิกิริยาเกิดไปทางด้านที่มีจำนวนโมลหรือโมเลกุลของแก๊สที่มีจำนวนโมลมากกว่าได้ดีขึ้น  ที่ภาวะสมดุลใหม่ความเข้มข้นของสารจะต่างจากภาวะสมดุลเดิม

          กรณีการเปลี่ยนความดันกับภาวะสมดุลของระบบที่มีแก๊สเข้ามาเกี่ยวข้อง  แต่มีจำนวนโมลของสารตั้งต้นที่เป็นแก๊สเท่ากับจำนวนโมลของสารผลิตภัณฑ์ที่เป็นแก๊ส  การเพิ่มหรือลดความดันจะไม่มีผลต่อภาวะสมดุลของระบบ  เพราะจำนวนโมลของสารตั้งต้นที่เป็นแก๊สเท่ากับจำนวนโมลของสารผลิตภัณฑ์ที่เป็นแก๊สเท่ากัน  ดังนั้นไม่ว่าจะเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าหรือย้อนกลับจำนวนโมลของสารที่มีสถานะแก๊สภายในระบบก็ไม่เปลี่ยนแปลง  เมื่อเปลี่ยนความดันอัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าและย้อนกลับยังคงเท่ากันตลอดเวลา 

การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของระบบ

          กรณีที่ 1  การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิกับภาวะสมดุลของปฏิกิริยาดูดความร้อน  คือ ΔE มีค่าเป็นบวกในปฏิกิริยาดูดความร้อน  เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจะทำให้ภาวะสมดุลเปลี่ยนไป  ดังนี้

  1. การเพิ่มอุณหภูมิ เมื่อเพิ่มอุณหภูมิของระบบ  ระบบจะต้องปรับตัวไปในทิศทางลดอุณหภูมิของระบบลง  โดยระบบจะดูดความร้อนไปใช้ในการเกิดปฏิกิริยามากขึ้น  ดังนั้นเมื่อเพิ่มอุณหภูมิระบบปฏิกิริยาจะเกิดไปทางด้านดูดความร้อนมากขึ้น  หรือเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้ามากขึ้น

  2. การลดอุณหภูมิ เมื่อลดอุณหภูมิของระบบลดลง  ระบบจะต้องปรับตัวไปในทิศทางเพิ่มอุณหภูมิของระบบลง  ดังนั้นเมื่อลดอุณหภูมิระบบปฏิกิริยาจะเกิดไปทางด้านคายความร้อนออกมา  หรือเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับเพื่อเพิ่มอุณหภูมิของระบบขึ้น

          กรณีที่ 2  การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิกับภาวะสมดุลของปฏิกิริยาคายความร้อน  คือ  ΔE มีค่าเป็นลบในปฏิกิริยาคายความร้อน  เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจะทำให้ภาวะสมดุลเปลี่ยนไป  ดังนี้

  1. การเพิ่มอุณหภูมิ เมื่อเพิ่มอุณหภูมิของระบบลดลง  ระบบจะต้องปรับตัวไปในทิศทางลดอุณหภูมิของระบบลง  ดังนั้นเมื่อเพิ่มอุณหภูมิระบบปฏิกิริยาจะเกิดไปทางด้านดูดความร้อนหรือเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับได้ดีขึ้น  เมื่อความร้อนถูกใช้ไปมากขึ้นก็จะทำให้อุณหภูมิลดต่ำลง

  2. การลดอุณหภูมิ เมื่อลดอุณหภูมิของระบบ  ระบบจะต้องปรับตัวไปในทิศทางเพิ่มอุณหภูมิของระบบลง  ดังนั้นเมื่อลดอุณหภูมิระบบปฏิกิริยาจะเกิดไปทางด้านคายความร้อนหรือเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าได้ดีขึ้น เมื่อปฏิกิริยาคายความร้อนออกมาก็จะทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น

          โดย  ผลของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมินั้น  ถ้าเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน  การลดอุณหภูมิทำให้ผลิตภัณฑ์มากขึ้นและค่าคงที่สมดุลสูงขึ้น  แต่ถ้าเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน  การลดอุณหภูมิทำให้ได้ผลิตภัณฑ์น้อยลงและค่าคงที่สมดุลลดลง  ส่วนการเพิ่มอุณหภูมินั้นจะทำให้ถ้าเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน  การเพิ่มอุณหภูมิทำให้ผลิตภัณฑ์น้อยลงและค่าคงที่สมดุลลดลง  แต่ถ้าเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน  การเพิ่มอุณหภูมิทำให้ได้ผลิตภัณฑ์มากขึ้นและค่าคงที่สมดุลเพิ่มขึ้น

แหล่งที่มา

บัญชา  แสนทวี และคณะ .(2551). หนังสือเรียนรายวิชาเคมีเพิ่มเติมชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 - 6 หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551. กรุงเทพฯ : สำนักงานพิมพ์วัฒนาพานิช.

พงศธร  นันทธเนศ และคณะ .(2556). หนังสือเสริมสร้างศักยภาพและทักษะ เคมี เล่ม 3 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 - 6. กรุงเทพฯ : บริษัทไทยร่มเกล้า จำกัด.

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2553). หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติม เคมี เล่ม 3 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551. กรุงเทพฯ: โรงพิมพ์คุรุสภาลาดพร้าว

 

 


Return to contents

 

 กระบวนการหายใจและการแลกเปลี่ยนแก๊สในระบบหมุนเวียนเลือด

          การดำรงชีวิตของมนุษย์จะเกี่ยวข้องกับกระบวนการและปฏิกิริยาต่างๆภายในร่างกาย ซึ่งเกิดขึ้นในลักษณะของสมดุลไดนามิก เช่น กระบวนการหายใจและแลกเปลี่ยนแก๊สในระบบหมุนเวียนเลือด ในภาวะปกติขณะที่ร่างกายพักผ่อน กระบวนการหายใจเป็นกระบวนการที่เฮโมโกลบินรับแก๊สออกซิเจนที่แพร่ผ่านเนื้อเยื่อของถุงลมเข้าสู่เส้นเลือดฝอย  แล้วรวมกับเฮโมโกลบินในเม็ดเลือดแดงได้ออกซีเฮโมโกลบิน  ขณะหายใจเข้า  ความดันของ O2 ในถุงลมปอดสูงกว่าในเส้นเลือดฝอย  ปฏิกิริยาจึงดำเนินไปข้างหน้า  จึงเกิดออกซีเฮโมโกลบินมาก  ซึ่งจะไหลเวียนไปสู่เซลล์ต่างๆ  ของร่างกายเพื่อนำ O2 ไปสันดาปกับสารอาหารในเซลล์  ผลจากการสันดาปอาหารจะได้แก๊ส CO2 กับน้ำ  และพลังงาน 

          ขณะหายใจเข้า   จะผ่านหลอดลมฝอยเข้าสู่ถุงลมปอด ความดันของ   ในถุงลมปอดจะสูงกว่าความดันในเส้นเลือดฝอย   จากถุงลมปอดจึงแพร่ผ่านเนื้อเยื่อของถุงลมปอดเข้าสู่เส้นเลือดฝอยและรวมตัวกับเฮโมโกลบินที่เม็ดเลือดแดงกลายเป็นออกซีเฮโมโกลบิน ปฏิกิริยาจะดำเนินไปข้างหน้า เมื่อเลือดไหลเวียนไปยังเนื้อเยื่อต่าง ๆ ของร่างกายซึ่งจำเป็นต้องใช้   เพื่อทำกิจกรรมต่าง ๆ ที่เป็นผลจากเมแทบอลิซึม   ในเลือดจึงถูกปล่อยออกมา ปฏิกิริยาจะเกิดในทิศทางย้อนกลับเพื่อเพิ่มปริมาณ   เนื่องจากกระบวนการทั้งสองนี้ดำเนินไปอย่างต่อเนื่องรวมทั้งมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าและปฏิกิริยาย้อนกลับเท่ากัน จึงทำให้มีภาวะสมดุล

         ในกระบวนการหายใจ นอกจากจะมีการปรับสมดุลของ   แล้ว ให้นักเรียนพิจารณาสมการแสดงปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในกระบวนการเมแทบอลิซึมของกลูโคสซึ่งใช้ออกซิเจนต่อไปนี้

          C6H12O6 + O2             CO2  +  H2O

         จากสมการทำให้ทราบว่าในการเผาผลาญกลูโคส 1 โมเลกุล จะต้องใช้   จำนวนมากและทำให้เกิด   มากด้วยเช่นกันเมื่อ   ที่เนื้อเยื่อมีปริมาณสูง   จะแพร่เข้าสู่เลือดในหลอดเลือดฝอยเพื่อส่งผ่านไปยังปอด ซึ่ง   จะทำปฏิกิริยากับน้ำเกิดเป็นกรดคาร์บอนิก   และแตกตัวอยู่ในรูปของไฮโดรเจนคาร์บอเนตไอออน   กับไฮโดรเจนไอออน เมื่อไฮโดรเจนคาร์บอเนตไอออนถูกส่งถึงหลอดฝอยรองถุงลมปอด ซึ่งภายในถุงลมปอดมีความดันของ  น้อยปฏิกิริยาจะเกิดย้อนกลับเพื่อเพิ่มความดัน โดย   ในหลอดเลือดฝอยจะแพร่เข้าสู่ถุงลมปอดและถูกขับออกจากปอดในขณะที่เราหายใจออก ระบบการส่ง   และ   ของร่างกาย จากการศึกษาพบว่าในเลือดของคนที่อาศัยอยู่ในพื้นที่สูงกว่าระดับน้ำทะเลมาก ๆ จะมีความเข้มข้นของเฮโมโกลบินในเม็ดเลือดแดงสูง แสดงว่าภาวะแวดล้อมที่แตกต่างกันเป็นปัจจัยที่มีผลต่อการทำงานของระบบต่าง ๆ ภายในร่างกาย ดังนั้นผู้ที่ต้องเดินทางไปในพื้นที่สูงกว่าระดับน้ำทะเลมาก ๆ อาจเกิดอาการที่เรียกว่า ไฮพอกเซีย (hypoxia) ซึ่งเกิดจากการที่มีออกซิเจนไปเลี้ยงเนื้อเยื่อของร่างกายไม่เพียงพอ ทำให้มีอาการปวดศีรษะ คลื่นไส้ และอ่อนเพลีย ในรายที่เป็นรุนแรงอาจถึงตายได้เนื่องจากความดันของออกซิเจนที่ระดับความสูงจากระดับน้ำทะเลมากๆ มีค่าต่ำกว่าความดันของออกซิเจนในบรรยากาศมีค่าประมาณ 0.14 บรรยากาศ ส่วนความดันย่อยของออกซิเจนในบรรยากาศที่ระดับน้ำทะเลมีค่าประมาณ 0.2 บรรยากาศ ดังนั้นการอยู่ในที่ระดับความสูงมากๆ จึงมีปริมาณของ O2 ในอากาศลดลง ตามหลักของเลอชาเตอลิเอ เมื่อความเข้มข้นของสารตั้งต้นในที่นี้คือออกซิเจนลดลง ปฏิกิริยาย้อนกลับจะเกิดมากขึ้น ทำให้ปริมาณของออกซีเฮโมโกลบินลดลง เป็นผลให้การขนส่ง O2 ไปเลี้ยงเนื้อเยื่อส่วนต่างๆได้น้อยลง จึงทำให้เกิดอาการไฮพอกเซีย อย่างไรก็ตามถ้าอยู่ในบริเวณนั้นนานๆ ร่างกายสามารถปรับตัวโดยสร้าง Hb ในเลือดให้เพิ่มมากขึ้นจนมีผลให้เฮโมโกลบินสามารถจับกับ O2เกิดเป็นออกซีเฮโมโกลบินได้อย่างเพียงพอ ด้วยเหตุนี้คนที่อยู่ในบริเวณที่มีความสูงมากๆ จึงมีระดับความเข้มข้นของเฮโมโกลบินในเลือดสูงกว่าของคนที่อยู่ที่ระดับน้ำทะเลปกติ เนื่องจากกระบวนการทั้งสองเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าและปฏิกิริยาย้อนกลับเท่ากัน ในที่สุดระบบก็จะปรับตัวเข้าสู่ภาวะสมดุล 

ภาวะสมดุลของแคลเซียมในร่างกาย

          ในร่างกายประกอบด้วยกระดูกซึ่งทำหน้าที่เป็นโครงสร้างสำคัญของร่างกาย  ทำให้คนรูปร่างแตกต่างกันไปตามลักษณะโครงกระดูกที่มีทั้งกระดูกแกนกลางและกระดูกรยางค์  ซึ่งมีธาตุแคลเซียมเป็นองค์ประกอบสำคัญประมาณร้อยละ 98-99 ที่เหลืออีกร้อยละ 1-2 จะอยู่ในเนื้อเยื่อและกระแสเลือด  โดยการรักษาภาวะสมดุลของธาตุแคลเซียมที่มีอยู่ในกระแสเลือดกับปริมาณธาตุแคลเซียมในกระดูกโดยมีวิตามินดีและฮอร์โมนจากต่อมพาราไทรอยด์ช่วยควบคุม  ทำให้การทำงานของระบบต่างๆของร่างกายเป็นไปตามปกติ

ภาวะสมดุลกับการเปลี่ยนแปลงเพศของสัตว์บางชนิด

          สัตว์บางชนิดมีอัตราส่วนระหว่างเพศผู้กับเพศเมียเท่ากัน  ตามธรรมชาติสัตว์บางประเภทจะมีการเปลี่ยนแปลงเพศเพื่อตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมภายนอกที่มากระทบ  เพื่อเป็นการปรับภาวะสมดุล  เช่น  ปลาแอตแลนติก  ซิลเวอร์ไซด์  (Atlantic  zilverside  fish)  เปลี่ยนเพศตัวเองเมื่ออุณหภูมิของน้ำและสิ่งแวดล้อมสูงขึ้น  สัตว์อื่นๆเช่น  กบแอฟริกัน  (African  Reed  frog)  เพศเมียและปลาแอนเทเรียส 

สคอมิพินนิส  (Anthias  squamipinnis  fish)  จะเปลี่ยนเพศเมื่อปลาเพศผู้มีปริมาณลดลง  การเปลี่ยนแปลงเพศของประชากรปลามีผลต่อภาวะสมดุล  และมีการปรับภาวะสมดุลในธรรมชาติ  ดังนี้

 11676 14

 ภาวะสมดุลของวัฏจักรคาร์บอน

          ธาตุคาร์บอนเป็นองค์ประกอบของสารจำนวนมากทั้งในสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิต  พบได้ในเชื้อเพลิงซึ่งเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอน  ในหินปูน  เปลือกหอย  เปลือกไข่  และปะการัง  ซึ่งเป็นสารประกอบประเภทคาร์บอเนต  การหมุนเวียนของธาตุคาร์บอนระหว่างบรรยากาศกับแหล่งน้ำจะอยู่ในรูปของสารประกอบ CO2  ในขณะที่  CO2  จากกระบวนการหายใจ  เผาไหม้  และการเน่าเปื่อยเข้าสู่บรรยากาศนั้น  บางส่วนละลายอยู่ในแหล่งน้ำบนพื้นโลก 

แหล่งที่มา

บัญชา  แสนทวี และคณะ .(2551). หนังสือเรียนรายวิชาเคมีเพิ่มเติมชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 - 6 หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551. กรุงเทพฯ : สำนักงานพิมพ์วัฒนาพานิช.

พงศธร  นันทธเนศ และคณะ .(2556). หนังสือเสริมสร้างศักยภาพและทักษะ เคมี เล่ม 3 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 - 6. กรุงเทพฯ : บริษัทไทยร่มเกล้า จำกัด.

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2553). หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติม เคมี เล่ม 3 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551. กรุงเทพฯ: โรงพิมพ์คุรุสภาลาดพร้าว


Return to contents
Previous Page 1 / 3 Next Page
หัวเรื่อง และคำสำคัญ
ภาวะสมดุล, สมดุลไดนามิก,หลักเลอชาติริเยร์, สมดุลเคมีในสิ่งมีชีวิต
ประเภท
Text
ประเภท แบ่งตามผลผลิต สสวท.
บทความ
รูปแบบการนำเสนอ แบ่งตามผลผลิต สสวท.
สื่อสิ่งพิมพ์ในรูปแบบดิจิทัล
ลิขสิทธิ์
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.)
วันที่เสร็จ
วันพฤหัสบดี, 07 พฤษภาคม 2563
ผู้แต่ง หรือ เจ้าของผลงาน
นายอนุสิษฐ์ เกื้อกูล
สาขาวิชา/กลุ่มสาระวิชา
เคมี
ระดับชั้น
ม.1
ม.2
ม.3
ม.4
ม.5
ม.6
ช่วงชั้น
มัธยมศึกษาตอนต้น
มัธยมศึกษาตอนปลาย
กลุ่มเป้าหมาย
ครู
นักเรียน
บุคคลทั่วไป
  • 11676 สมดุลเคมี /lesson-chemistry/item/11676-2020-06-30-07-35-26
    เพิ่มในรายการโปรด
  • ให้คะแนน
    Average rating
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • Share
    • Tweet
    • Share

  • คำที่เกี่ยวข้อง
    สมดุลเคมีในสิ่งมีชีวิต หลักเลอชาติริเยร์ สมดุลไดนามิก ภาวะสมดุล
ค้นหาบทเรียน
กลุ่มเป้าหมาย
ระดับชั้น
สาขาวิชา/กลุ่มสาระวิชา
การกรองเปลี่ยนแปลง โปรดคลิกที่ส่งเมื่อดำเนินการเสร็จ
  • บทเรียนทั้งหมด
  • ฟิสิกส์
  • เคมี
  • ชีววิทยา
  • คณิตศาสตร์
  • เทคโนโลยี
  • โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ
  • วิทยาศาสตร์ทั่วไป
  • สะเต็มศึกษา
  • อื่น ๆ
  • เกี่ยวกับ SciMath
  • ติดต่อเรา
  • สรุปข้อมูล
  • แผนผังเว็บไซต์
  • คำถามที่พบบ่อย
Scimath คลังความรู้

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) กระทรวงศึกษาธิการ เป็นหน่วยงานของรัฐที่ไม่แสวงหากำไร ได้จัดทำเว็บไซต์คลังความรู้ SciMath เพื่อส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์และเทคโนโลยีทุกระดับการศึกษา โดยเน้นการศึกษาขั้นพื้นฐานเป็นหลัก หากท่านพบว่ามีข้อมูลหรือเนื้อหาใด ๆ ที่ละเมิดทรัพย์สินทางปัญญาปรากฏอยู่ในเว็บไซต์ โปรดแจ้งให้ทราบเพื่อดำเนินการแก้ปัญหาดังกล่าวโดยเร็วที่สุด

The Institute for the Promotion of Teaching Science and Technology (IPST), Ministry of Education, a non-profit organization under the Thai government, developed SciMath as a website that provides educational resources in Science, Mathematics and Technology. IPST invites visitors to use its online resources for personal, educational and other non-commercial purpose. If there are any problems, please contact us immediately.

Copyright © 2018 SCIMATH :: คลังความรู้ SciMath. Terms and Conditions. Privacy. , All Rights Reserved. 
อีเมล: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. (ให้บริการในวันและเวลาราชการเท่านั้น)