1. จัดทาโดย
นายกิตติวฒิ ตันติวฒิกตติ
ุ ุ ิ
ม 5/3 เลขที่ 17

2. MAIN
สมดุลเคมี คืออะไร เพชรสังเคราะห์
ประเภทของสมดุลไดนามิก การแลกเปลี่ยนแก๊สในระบบ
ปฏิกิริยาผันกลับได้ หมุนเวียนเลือด
ระบบกับสิ่งแวดล้อม การเมทาบอลิซึมของกลูโคส
ระบบที่อยู่ในภาวะสมดุล วัฏจักรคาร์บอน
ปัจจัยที่รบกวนสมดุล หินงอก หินย้อย
สมดุลเคมีรอบตัวของเรา

3. สมดุลเคมี (Chemical equilibrium) คืออะไร ?
สมดุลเคมี เป็นสมดุลแบบไดนามิกหรือสมดุลพลวัต
(dynamic equilibrium) หมายถึงการเปลี่ยนแปลง
ปฏิกิริยาไปข้างหน้าและปฏิกิริยาย้อนกลับอยู่ตลอดเวลา
ไม่หยุดนิ่ง จนกว่าจะสมดุลกัน และสามารถผันกลับได้

4. ประเภทของสมดุลไดนามิก
-ภาวะสมดุลระหว่างสถานะ เกิดจากสถานะที่แตกต่างกัน
สมดุลของการหลอมเหลว
สมดุลของการกลายเป็นไอ
สมดุลของการระเหิด
-ภาวะสมดุลในสารละลาย
สมดุลของการแตกตัว
สมดุลของการละลาย
-ภาวะสมดุลในปฏิกิริยาเคมี

5. ปฏิกิริยาที่ผันกลับได้ (Reversible reaction)
 การเกิดปฎิกิริยาไปข้างหน้า คือการที่สารตั้งต้นเริ่มทาปฏิกิริยากัน
เป็นผลิตภัณฑ์
 การเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ คือการที่ผลิตภัณฑ์ทาปฎิกิริยากันเกิดสารตั้งต้น
สาหรับการเกิดปฏิกิริยาทั้งสอง จะเรียกว่า ปฏิกิริยาที่ผันกลับได้ (reversible reaction)
ปฏิกิริยาไปข้างหน้า Reactant Product
ปฏิกิริยาย้อนกลับ Reactant Product
ปฏิกิริยาที่ผันกลับได้ Reactant Product

6. ระบบกับสิ่งแวดล้อม (System and surrounding)
 ระบบ สิ่งที่เราศึกษาหรือทดลอง
 สิ่งแวดล้อม คือสิงที่อยูนอกระบบ
่ ่
ชนิดของระบบ
1) ระบบเปิด (Opened system) คือระบบที่มีการถ่ายเทได้ทั้งมวลสาร
และพลังงานกับสิ่งแวดล้อม ไม่ได้ควบคุม
2) ระบบปิด (Closed system) คือระบบที่มีการถ่ายเทเฉพาะพลังงาน
อย่างเดียว แต่ไม่มีการถ่ายเทมวลสาร
3) ระบบโดดเดี่ยว (Isolated system) คือระบบที่ไม่มีการถ่ายเททั้ง
พลังงานและมวลสารแก่สิ่งแวดล้อม

7. ระบบทีอยู่ในภาวะสมดุล
่
 เกิดในระบบปิด
 อัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าเท่ากับปฏิกิริยาย้อนกลับ
 เป็นปฏิกิริยาที่ผันกลับได้
 มีสมบัติคงที่ (สี อุณหภูมิ ความดัน ความเข้มข้น และ
จานวนโมล)

8. ปัจจัยรบกวนทีสมดุล
่
อุณหภูมิ
ความดัน
ความเข้มข้น

9. อุณหภูมิ
- ถ้าสมการนั้นเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน เมื่อเพิ่มอุณหภูมิ
สมดุลจะเลื่อนไปทางขวา แต่ถ้าลดจะเลือนไปทางซ้าย
- ถ้าสมการนั้นเป็นปฏิกิริยาคลายพลังงาน เมื่อเพิ่มอุณหภูมิ
สมดุลเลื่อนไปทางซ้าย ลดอุหณภูมิ สมดุลเลื่อนไป
ทางขวา
ปัจจัยรบกวนที่สมดุล

10. ความดัน
เมื่อเพิ่มความดัน สมดุลจะเลื่อนไปทางทิศที่จานวนโมล
ของสมการน้อย แต่เมื่อลดความดันสมดุลจะเลื่อนไปทางทิศที่
จานวนโมลของสมการมาก เพื่อชดเชยให้ความเข้มข้น
เปลี่ยนแปลงพอๆกัน
ปัจจัยรบกวนที่สมดุล

11. ความเข้มข้น
- เมื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารใดสารหนึ่งที่เป็นสารตั้งต้น
ปฏิกิริยาจะไปข้างหน้า
- เมื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารใดสารหนึ่งที่เป็นผลิตภัณฑ์
ปฎิกิริยาจย้อนกลับ
ปัจจัยรบกวนที่สมดุล

12. สมดุลเคมีรอบตัวของเรา
สมดุลเคมีในสิงแวดล้อมสามารถเห็นได้หลากหลายที่
่
หลายอย่าง อาจจะกล่าวได้ว่ารอบๆ ตัวเราและข้างในร่างกายของ
เรานั้นก็มสมดุลเคมีอยู่ แล้วเกียวข้องกันอยูตลอดเวลา เช่น
ี ่ ่
วัฎจักรของธาตุต่างๆ การลาเลียงออกซิเจนของเม็ดเลือด การ
เผาผลาญกลูโคส การเกิดเพชร เป็นต้น

13. เพชรสังเคราะห์
เพชรสังเคราะห์ (Synthetic Diamond) นักวิทยาศาสตร์คิด
สังเคราะห์เพชรขึ้นเป็นผลสาเร็จตั้งแต่ปี พ.ศ. 2498 ปัจจุบัน General
Electric Company เป็นผู้ผลิตเพชรสังเคราะห์เพื่อใช้งานด้านอุตสาหกรรมราย
ใหญ่ที่สุด นอกจากนี้ผู้ผลิตรายอื่น ๆ ได้แก่ แอฟริกาใต้ , ญี่ปุ่น ,จีน ,รัสเซีย
ในการผลิตเพชรสังเคราะห์ สามารถทาโดยใช้หินแกรไฟต์
(Graphite) ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอนเช่นเดียวกับเพชร มาให้ความร้อน และแรง
กดสูง เพื่อให้อะตอมของ C เข้ามาอยู่ด้วยกันมากขึ้น ก็จะได้ความหนาแน่นมาก
ขึ้น สามารถทาให้หินแกรไฟต์กลายเป็นเพชรสังเคราะห์ มีความแข็งเท่ากับเพชร
แต่มีตาหนิมากจึงนิยมใช้ในด้านอุตสาหกรรม แต่ถ้าจะนาไปทาเป็นเครื่องประดับ
จะต้องเสียค่าใช้จ่ายสูงในการแก้เพชรสังเคราะห์ให้บริสุทธิ์เท่ากับเพชรธรรมชาติ
คาดว่าในอนาคตนักวิทยาศาสตร์คงสามารถสังเคราะห์เพชรหรือนาไปใช้เป็น
เครื่องประดับในราคาถูกได้

14. เพชรสังเคราะห์ (ต่อ)
เพชรสังเคราะห์นี้ก็ใช้หลักสมดุลเคมีเช่นกัน สารตั้งต้นคือ หินแกรไฟต์ ที่เพิ่ม
พลังงาน เข้าไปแล้วทาปฏิกิริยา เกิดผลิตภัณฑ์ ที่เป็นเพชรสังเคราะห์ขึ้น หลักการ
นี้ก็เป็นกรณีเดียวกันกับการเกิดเพชร แต่เวลาที่ใช้ในการทาปฏิกิริยาของเพชรจริง
นั้นจะใช้เวลาที่ยาวนานกว่ามาก เพชรสังเคราะห์นี้สามารถเร่งให้เกิดปฏิกิริยาให้เกิด
ผลิตภัณฑ์มากขึ้น โดยการเพิ่มความดันจนสามารถทาให้โครงสร้างของแกรไฟต์
เปลี่ยนได้ ยิ่งมีความดันสูงมากเท่าไรก็เกิดเร็วขึ้นเท่านั้น แต่ถ้าความดันต่าก็
สามารถเกิดได้แต่อาจใช้เวลา อุณหภูมิเองก็เช่นกันยิ่งมากเท่าไร ร้อนท่าไรก็ยิ่งเกิด
ปฎิกิริยาเร็วขึ้นเท่านั้น
C (แกรไฟต์) พลังงาน C (เพชร)

15. การแลกเปลี่ยนแก๊สในระบบหมุนเวียนเลือด
ในเลือดของเราจะมีเม็ดเลือดแดงที่ทาหน้าที่ในการลาเรียงแก๊สไปเลี้ยงเซลล์
ต่างๆในร่างกาย โดยในเม็ดเลือดแดงนั้นมีโปรตีนที่มีชื่อว่า ฮีโมโกลบิน(Hb) ที่จะรวม
กับแก๊สออกชิเจน กลายเป็น ออกซีฮีโมโกลบิน ใช้หลักการของสมดุลดังนี้ เมื่อเรา
หายใจเข้าก็นา O2จากอากาศเข้าไปในถุงลม ถุงลมที่มีความเข้มข้นของ O2 มาก ทั้งยัง
ทาให้มีความดันมาก และหลอดเลือดฝอยที่มีความดันน้อยมี Hb อยู่ทั้งสองจับตัวกันเกิด
การทาปฎิกิริยาขึ้น เป็น HbO2 เป็นปฏิกิริยาไปข้างหน้า เมื่อเม็ดเลือดไหลไปตามส่วน
ต่างๆของร่างกาย ร่างก็ที่ต้องการ O2 O2 ก็จะทุกปล่อยออกมาเพื่อนา O2 ไปใช้ใน
กิจกรรมต่างๆ ทาให้ความเข้นของ O2 ลดลงจึงเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ
Hb O2 HbO2

16. การเมทาบอลิซึมของกลูโคส
การเผาผลาญกลูโคส 1 โมเลกุล จะต้องใช้ O2 จานวนมากและทาให้
เกิด CO2 มากด้วยเช่นกัน เมื่อ CO2 ที่เนื้อเยื่อมีปริมาณสูงขึ้น CO2 จะแพร่
เข้าสู่เลือดในหลอดเลือดฝอยเพื่อส่งผ่านไปยังปอด ซึ่ง CO2 จะทาปฏิกิริยากับ
น้าเกิดเป็นกรดคาร์บอนิก (H2CO3) และแตกตัวอยู่ในรูปของไฮโดรเจน
คาร์บอเนตไอออน (HCO3) กับไฮโดรเจนไอออน (H+)
CO2 HO2 HO2 H+ HCO3

17. การเมทาบอลิซึมของกลูโคส (ต่อ)
ไฮโดรเจนคาร์บอเนตไอออนถูกส่งถึงหลอดเลือดฝอยรอบถุงลมปอด
ซึ่งภายในถุงลมปอดมีความดันของ CO2น้อย ปฏิกิริยาจะเกิดย้อนกลับเพื่อเพิ่มความ
ดัน โดย CO2 ในหลอดเลือดฝอยจะแพร่เจ้าสู่ถุงลมปอดและถูกขับออกจากปอดใน
ขณะที่เราหายใจ ออก ระบบการขนส่ง O2 และ CO2 ของร่างกาย
จากการศึกษาพบว่าในเลือดของคนที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ที่สูงกว่าระดับน้าทะเล มีความ
เข้มข้นของฮีโมโกลบินเม็ดเลือดแดงสูง แสดงว่าภาวะแวดล้อมที่แตกต่างกันเป็น
ปัจจัยที่มีผลต่อการทางานของระบบต่างๆ ภายในร่างกาย ดังนั้นผู้ที่ต้องเดินทางไป
ในพื้นที่ที่สูกว่า ระดับน้าทะเลมากๆ อาจเกิดอาการที่เรียกว่า ไฮพอกเซีย
(hypoxia) ซึ่งเกิดจากที่มีออกซิเจนไปเลี้ยงเนื้อเยื่อของร่างกายไม่เพียงพอ

18. การเมทาบอลิซึมของกลูโคส (ต่อ)
ในบริเวณที่มีความสูงจากระดับน้าทะเลมากๆ จะมีความดันออกซิเจนที่ต่า
กว่าความดันของออกซิเจนที่ระดับน้าทะเล ดังนั้นการอยู่ในที่ระดับความสูงมากๆ จึงมี
ปริมาณของ O2 ในอากาศลดลง จากของเลอชาเตอลิเอ ความเข้มข้นของสารตั้งต้น
ในที่นี้คือออกซิเจนลดลง ปฏิกิริยาย้อนกลับจะเกิดมากขึ้น ทาให้ปริมาณของออกซี
ฮีโมโกลบินลดลง เป็นผลให้การขนส่ง O2 ไปเลี้ยงเซลล์ส่วนต่างๆได้น้อยลง จึงทา
ให้เกิดอาการไฮพอกเซีย ร่างกายสามารถปรับให้เข้าสภาพแวดล้อมได้ โดยสร้าง Hb
ในเลือดให้มากขึ้น เกิดฮีโมโกลบินมากขึ้นทาให้จับกับ O2และเกิดเป็นHbO2 ได้อย่าง
เพียงพอ ด้วยเหตุนี้คนที่อยู่ในบริเวณที่มีความสูงมากๆ จึงมีระดับความเข้มข้นของ
ฮีโมโกลบินในเลือดสูงกว่าของคนที่อยู่ที่ระดับน้าทะเล
Hb O2 HbO2

19. วัฏจักรคาร์บอน
วัฏจักรคาร์บอนคล้ายๆ การทดลองเคมีขนาดใหญ่ ที่มีโลกเป็น
ภาชนะ เมื่อเราเพิ่มความเข้มข้น CO2สู่บรรยากาศมากขึ้น ผิวโลกของ
เรามีผิวน้า ซึ่งCO2 สามารถละลายกับน้าได้ทาให้CO2 บางส่วนที่อยูใน
บนบรรยากาศ มาละลายกับน้าบางส่วน ทาให้ความเข้มบนในชั้น
บรรยากาศลดลง ความเข้มข้นในน้ามากขึ้น CO2ในชั้นบรรยากาศนั้น
เมื่อจับกับไอน้าที่ควบแน่นกันก็จะละลายกับไอน้าที่ควบแน่นกลายมาเป็น
ฝน ยามทีCO2จับกับน้าจะมีคุณสมบัตพิเศษอยู่ จะกลายเป็นH2CO3 ที่
่
มีสภาพเป็นกรด

20. วัฏจักรคาร์บอน (ต่อ)

21. หินงอก หินย้อย
จากสภาพน้าที่เป็นกรดตกลงมา ซึมผ่านชั้นหิน ชั้นดินต่างๆ เมื่อผ่านบริเวณ
ที่เป็นหินปูน จะเกิดปฏิกิริยา แล้วได้ผลิตภัณฑ์เป็นแคลเซียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต
แคลเซียมไฮโดรเจนคาร์บอเนตจะละลายในน้าที่ซึมผ่านจนอิ่มตัว ถ้าสารละลายมีความ
เป็นกรดสูงจะละลาย CaCO2 จากแหล่งหินปูนได้ดี หินปูนจึงเกิดการผุกร่อนเป็น
โพรงหรือถ้าได้ เมื่อสารละลายไหลไปตามผนังหรือหยดลงบนพื้นถ้าและน้าหรือ
CO2 สามารถแยกตัวออกจากสารละลายได้ ปฏิกิริยาจะเกิดย้อนกลับ เป็นผลให้มี
CaCO2 ตกผลึกแยกออกมาเกิดเป็นหินย้อยตามเพดานหรือหินงอกบนพื้นภายในถ้า
ปฏิกิริยาย้อนกลับเกิดได้ช้ามาก ต้องใช้เวลานานหลายร้อยหลายพันปีกว่าจะได้หินย้อย
และหินงอกที่มีสภาพใหญ่โต และสวยงาม
Ca2 HCO3
CaCO3 H2O CO2