อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี คือ ความเร็วที่ตัวทำปฏิกิริยาเปลี่ยนไปเป็นสารผลิตภัณฑ์ต่อหน่วยเวลา โดยที่หน่วยความเข้มข้นของสารเป็น mol/dm3 ดังนั้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจึงมีการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารต่อวินาที ชั่วโมง หรือวัน ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาเกิดเร็วหรือช้านั่นเอง

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี สามารถจำแนกตามชนิดของปฏิกิริยา ได้ 2 ประเภท ได้แก่

1. ปฏิกิริยาเนื้อเดียว (homogeneous reaction) ซึ่งจัดเป็นปฏิกิริยาที่สารตั้งต้นทั้งหมดอยู่ในสถานะเดียวกัน

CH₄(g)+ 2O₂(g)—->CO₂(g) + 2H₂O(g)

2. ปฏิกิริยาเนื้อผสม (heterogeneous reaction) จัดเป็นปฏิกิริยาที่สารต่าง ๆ ไม่ได้อยู่ในสถานะเดียวกัน

3HCl(aq) + HNO₃(aq)—>Cl₂(g) + NOCl(g) + 2H₂O(l)

หมายเหตุ : การทราบชนิดของปฏิกิริยาจะทำให้ศึกษาปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยานั้นได้ง่ายขึ้น

นอกจากนี้ ยังสมารถแบ่งประเภทอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ได้เป็น 3 แบบ ได้แก่

1. อัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ย (Average rate) คือ อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่คิดจากการเปลี่ยนแปลงปริมาณสารตั้งต้นที่ลดลง หรือการเปลี่ยนแปลงปริมาณสารผลิตภัณฑ์ที่เพิ่มขึ้น ตั้งแต่เริ่มต้นปฏิกิริยาจนสิ้นสุดการเกิดปฏิกิริยา หรือสิ้นสุดการทดลองในหนึ่งหน่วยเวลา ซึ่งมีได้ค่าเดียว

2. อัตราการเกิดปฏิกิริยา ณ ขณะใดขณะหนึ่ง (Instantaneous rate) คือ อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่คิดจากการเปลี่ยนแปลงปริมาณสารตั้งต้นที่ลดลง หรือการเปลี่ยนแปลงปริมาณสารผลิตภัณฑ์ที่เพิ่มขึ้น ณ ช่วงใดช่วงหนึ่ง ขณะที่ปฏิกิริยากำลังดำเนินอยู่ในหนึ่งหน่วยเวลาที่ช่วงนั้น ทั้งนี้ อัตราการเกิดปฏิกิริยานี้มีได้หลายค่า ที่เวลาต่างกันจะมีค่าไม่เท่ากัน นั่นคือ ตอนเริ่มต้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะมีค่ามาก เมื่อปฏิกิริยาดำเนินต่อไป อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะลดลงตามลำดับ เพราะความเข้มข้นของสารตั้งต้นลดลงนั่นเอง

3. อัตราการเกิดปฏิกิริยา ณ จุดใดจุดหนึ่งของเวลา คือ อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่คิดจากการเปลี่ยนแปลงปริมาณสารตั้งต้นที่ลดลง หรือการเปลี่ยนแปลงปริมาณสารผลิตภัณฑ์ที่เพิ่มขึ้น ณ เวลาใดเวลาหนึ่งในช่วงสั้นๆ ขณะที่ปฏิกิริยากำลังดำเนินอยู่ในหนึ่งหน่วยเวลา อัตราการเกิดปฏิกิริยา ณ จุดใดจุดหนึ่งของเวลา หาได้โดยการนำข้อมูลที่ได้จากการทดลองไปเขียนกราฟ (ให้ปริมาณสารที่เปลี่ยนแปลงเป็นแกนตั้ง เวลาเป็นแกนนอน) เมื่อต้องการทราบอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่เวลาใด ก็ให้ลากเส้นตั้งฉากตรงจุดเวลานั้นไปตัดเส้นกราฟลากเส้นสัมผัสให้ผ่านจุดตัด แล้วหาค่าความชัน (Slope) ของเส้นสัมผัส ซึ่งอัตราการเกิดปฏิกิริยา ณ ขณะนั้นก็ดูจากค่าความชันนั่นเอง