การเปลี่ยนแปลงพลังงานในปฏิกิริยาเคมี

การเปลี่ยนแปลงพลังงานในปฏิกิริยาเคมี
     การเกิดปฏิกิริยาเคมีประเภทต่าง ๆ จะประกอบด้วยกระบวนการที่สำคัญ 2 กระบวนการ คือ กระบวนการสลายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมของสารตั้งต้น และกระบวนการสร้างแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมของสารผลิตภัณฑ์ โดยการเกิดขึ้นเองของแต่ละกระบวนการจะก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในสารขึ้นได้ ดังนี้
     -กระบวนการสลายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมของสารตั้งต้น เกิดขึ้นได้โดยโมเลกุลของสารตั้งต้นจะรับเอาพลังงานจากภายนอกเข้าไปช่วยทำลายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมทำให้เกิดเป็นอะตอมอิสระ
     -กระบวนการสร้างแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมของสารผลิตภัณฑ์ เกิดขึ้นได้โดยอะตอมของสารต่าง ๆ จะเข้ารวมกันกลายเป็นผลิตภัณฑ์และมีการปลดปล่อยพลังงานภายในที่เป็นส่วนเกินออกมา เพื่อให้อะตอมของสารสร้างแรงยึดเหนี่ยวต่อกันได้
     ปฏิกิริยาเคมีจะเกิดขึ้นได้ เมื่อสารตั้งต้นมีการสลายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมเกิดเป็นอะตอมอิสระ  จากนั้นอะตอมอิสระจึงจะเข้าสร้างแรงยึดเหนี่ยวกับอะตอมของสารตั้งต้นอื่น ๆ เพื่อเกิดเป็นผลิตภัณฑ์ที่เป็นสารชนิดใหม่ ซึ่งการเปลี่ยนแปลงในแต่ละขั้นจะมีการใช้พลังงานในลักษณะที่แตกต่างกัน โดยผลลัพธ์ของการใช้พลังงานจากทั้งสองขั้นตอนจะเป็นตัวตัดสินว่า ปฏิกิริยาเคมีไปในทิศทางใด
     1.  ปฏิกิริยาดูดความร้อน (Endergonic reaction)
          คือ ปฏิกิริยาที่มีการใช้พลังงานในการสลายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมมากกว่าพลังงานที่ถูกปล่อยออกมาเพื่อสร้างแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอม ทำให้เมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยาเคมีแล้ว สารจะมีการดูดพลังงานเข้าไปมากกว่าพลังงานที่คายออกมา ดังนั้นเมื่อเกิดปฏิกิริยาเช่นนี้สารจะมีการดูดพลังงานในรูปความร้อนจากสิ่งแวดล้อมเข้าไป ทำให้พลังงานภายในสารเพิ่มสูงขึ้นกว่าตอนเริ่มต้น ในขณะที่สิ่งแวดล้อมก็จะสูญเสียพลังงานในรูปของความร้อนไป จึงทำให้สิ่งแวดล้อมมีอุณหภูมิลดลง ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาระหว่างแคลเซียมไฮดรอกไซด์กับแอมโมเนียคลอไรด์ เป็นต้น
     2.  ปฏิกิริยาคายความร้อน (Exergonic reaction)
           คือ ปฏิกิริยาที่มีการใช้พลังงานในการสลายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมน้อยกว่าพลังงานที่ปล่อยออกมาเพื่อสร้างแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอม ทำให้เมื่อสิ้นสุดการเกิดปฏิกิริยาเคมีแล้ว สารจะคายพลังงานออกมามากกว่าพลังงานที่ดูดเข้าไป ดังนั้นเมื่อเกิดปฏิกิริยาเช่นนี้สารจะมีการคายพลังงานในรูปความร้อนออกสู่สิ่งแวดล้อม ทำให้พลังงานภายในสารลดน้อยกว่าในช่วงเริ่มต้นปฏิกิริยา ในขณะที่สิ่งแวดล้อมก็จะได้รับพลังงานในรูปความร้อน ทำให้สิ่งแวดล้อมมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น การเกิดปฏิกิริยาระหว่างโซเดียมกับน้ำ เป็นต้น


ที่มาและได้รับอนุญาตจาก :
พงศธร  นันทธเนศ  และสุนทร  ภูรีปรีชาเลิศ. สารและสมบัติของสาร ม.4 - ม.6. พิมพ์ครั้งที่ 1. กรุงเทพฯ : อักษรเจริญทัศน์.

ข้อสอบที่เกี่ยวข้อง