24 - 28 มกราคม 2554

24 - 28 มกราคม 2554

 ตอบ 3

อธิบาย :    วิธีการกำจัดขยะมูลฝอย ( Method of Refuse Disposal ) มีหลายวิธีด้วยกัน เป็นวิธีที่ดีถูกสุขลักษณะบ้างไม่ถูกสุขลักษณะบ้าง เช่น นำไปกองไว้บนพื้นดิน, นำไปทิ้งทะเล, นำไปฝังกลบ, ใช้ปรับปรุงพื้นที่, เผา, หมักทำปุ๋ย, ใช้เลี้ยงสัตว์ ฯลฯ การจัดการและการกำจัดขยะ แต่ละวิธีต่างมีข้อดีข้อเสียต่างกัน การพิจารณาว่าจะเลือกใช้วิธีใดต้องอาศัยองค์ประกอบที่เกี่ยวข้องต่าง ๆ ที่สำคัญ คือ ปริมาณของขยะที่เกิดขึ้น รูปแบบการบริหารของท้องถิ่น, งบประมาณ, ชนิด – ลักษณะสมบัติของขยะมูลฝอย, ขนาด สภาพภูมิประเทศของพื้นที่ที่จะใช้กำจัดขยะมูลฝอย, เครื่องมือเครื่องใช้, อาคารสถานที่, ความร่วมมือของประชาชน, ประโยชน์ที่ควรจะได้รับ, คุณสมบัติของขยะ เช่น ปริมาณของอินทรีย์ อนินทรีย์สาร การปนเปื้อนของสารเคมีที่มีพิษและเชื้อโรค ปริมาณของของแข็งชนิดต่าง ๆ ความหนาแน่น ความชื้น
          ขยะที่เกิดขึ้นในชุมชนเมืองมีแหล่งที่มาจาก อาคาร บ้านเรือน บริษัท ห้างร้าน โรงงาน อุตสาหกรรม โรงพยาบาล ตลาด และสถานที่ราชการ ขยะที่ทิ้งในแต่ละวันจะประกอบด้วยเศษอาหาร กระดาษ เศษแก้ว เศษไม้ พลาสติก เศษดิน เศษหิน ขี้เถ้า เศษผ้า และใบไม้ กิ่งไม้ โดยมีปริมาณของสิ่งต่าง ๆ เหล่านี้ในอัตราส่วนที่แตกต่างกัน

การแก้ไขปัญหาขยะมูลฝอย
          ขยะมูลฝอยมีผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมทำให้เกิดการปนเปื้อนของพื้นดิน แหล่งน้ำและอากาศ ทำให้บ้านเมืองไม่เป็นระเบียบเรียบร้อย ไม่เป็นที่เจริญของผู้ที่ได้พบเห็น ส่งผลกระทบต่อสุขภาพของประชาชนโดยทั่วไป การแก้ไขปัญหาของขยะมูลฝอย จึงควรปฏิบัติเพื่อป้องกันและแก้ไขผลเสียที่จะเกิดขึ้น สำหรับการป้องกันและแก้ไขที่ดีควรพิจารณาถึงต้นเหตุที่ก่อให้เกิดขยะมูลฝอยขึ้นมา ซึ่งก็คงจะหมายถึง มนุษย์ หรือผู้สร้างขยะมูลฝอย นั้นเอง การป้องกันและการแก้ไขปัญหาของขยะมูลฝอย เริ่มต้นด้วยการสร้างจิตสำนึกแก่มนุษย์ให้รู้จักรับผิดชอบในการรักษาความสะอาดทั้งในบ้านเรือนของตัวเอง และภายนอกบ้าน ไม่ว่าจะเป็นถนนหนทาง สถานที่ทำงาน หรือที่สาธารณะอื่น ๆ ให้รู้จักทิ้งขยะมูลฝอยลงในภาชนะให้เป็นที่เป็นทาง ไม่มักง่ายทิ้งขยะเกลื่อนกลาด ทั้งนี้เป็นการช่วยให้พนักงานเก็บขยะนำไปยังสถานที่กำจัดได้สะดวกและรวดเร็วขึ้น
การเก็บและกำจัดขยะมูลฝอย
          การเก็บและกำจัดขยะมูลฝอยรวมถึงการเก็บรวบรวมขยะมูลฝอยเพื่อส่งไปกำจัดที่สถานกำจัดขยะมูลฝอย มีขั้นตอนดังนี้
          1. การเก็บรวบรวมขยะมูลฝอย การเก็บรวบรวมขยะมูลฝอย คือการเก็บขยะมูลฝอยมาเก็บขนไปเทใส่รวบรวมในรถบรรทุกขยะ และการที่พนักงานกวาดถนนเก็บรวบรวมขยะมูลฝอยไว้ให้รถขยะ ขยะมูลฝอยที่รวบรวมจากแหล่งต่าง ๆ จะถูกนำไปถ่ายใส่ในรถบรรทุกขยะ เพื่อที่จะขนส่งต่อไปยังสถานกำจัดขยะมูลฝอย การเก็บรวบรวมขยะที่ถูกต้องภายในบ้านควรใช้ภาชนะที่มีฝาปิดมิดชิด น้ำไม่สามารถจะรั่วซึมได้ เช่น ถังเหล็กหรือถังพลาสติก การใช้ถังเหล็กอาจจะผุกร่อนได้ง่ายกว่าถังพลาสติก ไม่ควรใช้เข่งในการเก็บรวบรวมขยะมูลฝอย
          2. การขนส่งขยะมูลฝอยการขนส่งขยะมูลฝอย เป็นการนำขยะมูลฝอยที่เก็บรวบรวมได้จากแหล่งชุมชนต่าง ๆ ใส่ในรถบรรทุกขยะเพื่อนำไปยังสถานที่กำจัด ซึ่งอาจเป็นการขนส่งโดยตรงจากแหล่งกำเนิดขยะมูลฝอยไปยังสถานกำจัดเลยทีเดียว หรืออาจขนขยะมูลฝอยไปพักที่ใดที่หนึ่ง ซึ่งเรียกว่าสถานีขนถ่ายขยะก่อนจะนำไปยังแหล่งกำจัดก็ได้
          3. การกำจัดขยะมูลฝอย วิธีการกำจัดขยะมูลฝอยที่ใช้ต่อเนื่องกันมาตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน มีหลายวิธี เช่น นำไปกองทิ้งบนพื้นดิน นำไปทิ้งลงทะเล หมักทำปุ๋ย เผากลางแจ้ง เผาในเตาเผาขยะ และฝังกลบอย่างถูกหลักวิชาการ เป็นต้น การกำจัดขยะมูลฝอยดังที่กล่าวนั้น บางวิธีก็เป็นการกำจัดที่ไม่ถูกต้องทำให้เกิดภาวะเป็นพิษต่อสภาพแวดล้อม และมีผลกระทบต่อสุขภาพของคนด้วย


วิธีการกำจัดขยะมูลฝอยที่ถูกหลักวิชาการ ควรมีลักษณะดังต่อไปนี้
          (1) ไม่ทำให้บริเวณที่กำจัดขยะเป็นแหล่งอาหาร แหล่งเพาะพันธุ์สัตว์และแมลงนำโรคเช่น แมลงวัน ยุง และแมลงสาบ เป็นต้น
          (2) ไม่ทำให้เกิดการปนเปื้อนแก่แหล่งน้ำและพื้นดิน
           (3) ไม่ทำให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม
          (4) ไม่เป็นสาเหตุแห่งความรำคาญ อันเนื่องมาจาก เสียง กลิ่น ควัน ผงและฝุ่นละออง
วิธีการกองทิ้งบนดิน การนำไปทิ้งทะเล รวมทั้งการเผากลางแจ้ง ถือว่าเป็นวิธีการกำจัดขยะมูลฝอยที่ไม่ถูกต้อง เพราะทำให้เกิดปัญหาภาวะมลพิษต่อสภาพแวดล้อม สำหรับวิธีที่ยอมรับทั่วไปว่าเป็นวิธีกำจัดที่ถูกต้อง คือ การเผาในเตาเผา การฝังกลบ และการทำปุ๋ย

ที่มา : http://www.chaiwbi.com/0drem/web_children/2551/ms201/c_camp51/501.html

ตอบ 1

อธิบาย : การเกิด น้ำค้าง

          น้ำค้างเกิดขึ้นจากละอองไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศ เพราะโดยปรกติแล้ว น้ำมีการระเหยกลายเป็นไอแทรกซึมเข้าไปอยู่ในอากาศได้ทุกขณะ  ในเมื่อความชื้นของอากาศยังมีน้อยไม่ถึงจุดอิ่มตัว   แต่พออากาศอมเอาไอน้ำไว้ได้มากจนถึงจุดอิ่มตัวแล้ว  มันจะไม่ยอมรับไอน้ำที่ระเหยอีกต่อไป นอกจากมันจะได้  "คาย" ไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศก่อนแล้วนั้นออกไปเสียบ้าง  
          จุดที่ไอน้ำในอากาศจับตัวเกาะเป็นหยดน้ำเล็ก ๆ นี้เรียกว่า "จุดน้ำค้าง" (Dew   Point) และจุดน้ำค้างนี้ เปลี่ยนแปลงไปได้ตามลักษณะของอุณหภูมิของอากาศ ความกดดัน และปริมาณไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศ
          ในบางครั้งหยดน้ำที่เกาะตัวนี้ ยังลอยอยู่ในอากาศเป็นจำนวนมาก ทำให้เกิดฝ้าหนาทึบ เราเรียกว่า  หมอก   ซึ่งเมื่อถูกความร้อนในตอนเช้า หมอกนี้จะค่อยละลายตัวออกไปเป็นไอน้ำปะปนแทรกซึมอยู่ในอากาศเช่นเดิม
          ความชื้นของไอน้ำในอากาศนอกจากจะทำให้เกิดน้ำค้างและหมอกขึ้นแล้ว ยังมีส่วนสัมพันธ์กับอุณหภูมิของลมฟ้าอากาศอีกด้วย วันใดถ้าอากาศมีความชื้นมาก แม้แดดจ้า และมีอุณหภูมิร้อนจัดเช่นอยู่ในฤดูร้อนเป็นต้น เราจะตากผ้าแห้งช้า  แต่ตรงกันข้ามถ้าวันใดอากาศมีความชื้นน้อย  แม้ฝนจะตกหรือเป็รเวลากลางคืนก็จะตากผ้าแห้งได้เร็วช่างน่าประหลาดแท้ ๆ  

การระเหิด
การระเหิด คือ ปรากฏการณ์ที่สารเปลี่ยนสถานะจากของแข็งกลายเป็นก๊าซหรือไอโดยไม่เปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวก่อน ใช้แยกสารเนื้อผสมที่เป็นของแข็งออกจากกัน ของแข็งที่มีสมบัติในการระเหิด ได้แก่ ลูกเหม็น พิมเสน การบูร น้ำแข็งแห้ง การบูรกับเกลือแกง
        ตัวอย่างเช่น เมื่อให้ความร้อนการบูรจะกลายเป็นไอแยกออกจากเกลือแกง ดักไอของการบูรด้วยภาชนะที่เย็นจะได้การบูรเป็นของแข็งแยกออกมาหรือ ถ้าเราใส่ลูกเหม็นในตู้เสื้อผ้าไว้สักระยะหนึ่ง ลูกเหม็นจะมีขนาดเล็กลงเพราะลูกเหม็นเปลี่ยนสถานะจากของแข็งกลายเป็นไอทำให้มีกลิ่นเหม็นไล่แมลง
        ดังนั้นการแยกสารโดยการระเหิด จะใช้แยกองค์ประกอบของสารที่ผสมที่มีสถานะเป็นของแข็งที่ระเหิดได้กับของแข็ง ที่ระเหิดไม่ได้ การให้ความร้อนแก่สารผสมจะทำให้องค์ประกอบที่ระเหิดได้กลายเป็นไอแล้วแยกตัวออกจากสารผสมนั้น




ที่มา : http://guru.sanook.com/pedia/topic/%E0%B8%99%E0%B9%89%E0%B8%B3%E0%B8%84%E0%B9%89%E0%B8%B2%E0%B8%87/
http://www.panyathai.or.th/wiki/index.php/%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%A3%E0%B8%B0%E0%B9%80%E0%B8%AB%E0%B8%B4%E0%B8%94

ตอบ 4

อธิบาย :

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

ปฏิกิริยาเคมี หมายถึง การที่สารตั้งต้นเปลี่ยนไปเป็นผลิตภัณฑ์(สารใหม่) เมื่อเวลาผ่านไปปริมาณของสารตั้งต้นจะลดลงขณะที่ปริมาณสารใหม่จะเพิ่มขึ้นจนในที่สุด
ก. ปริมาณสารตั้งต้นหมดไป หรือเหลือสารใดสารหนึ่งและมีสารใหม่เกิดขึ้น เรียกว่า ปฏิกิริยาเกิดสมบูรณ์ (ไม่เกิดสมดุลเคมี) เช่น A + B                    C
                จากปฏิกิริยาบอกได้ว่า A และ B หมดทั้งคู่หรือเหลือตัวใดตัวหนึ่ง ขณะเดียวกันจะมีสารC เกิดขึ้น
ข. ปริมาณสารตั้งต้นยังเหลืออยู่(ทุกตัว) เกิดสารใหม่ขึ้นมา เรียกว่าปฏิกิริยาเกิดไม่สมบูรณ์(เกิดสมดุลเคมี) ซึ่งจะพบว่า ความเข้มข้นของสารในระบบจะคงที่ (สารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์) อาจจะเท่ากัน มากกว่า หรือน้อยกว่าก็ได้ เช่น สมดุลของปฏิกิริยา A + B             C
            จากปฏิกิริยาบอกได้ว่าทั้งสาร A และ B เหลืออยู่ทั้งคู่ ขณะเดียวกันสาร C ก็เกิดขึ้น จนกระทั่งสมบัติของระบบคงที่
ชนิดของปฏิกิริยาเคมี

• ปฏิกิริยาเนื้อเดียว (Homogeneous Reaction) หมายถึง ปฏิกิริยาที่สารตั้งต้นทุกตัวในระบบอยู่ในสภาวะเดียวกัน หรือกลมกลืนเป็นเนื้อเดียวกัน เช่น

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

• ปฏิกิริยาเนื้อผสม (Heterogeneous Reaction) หมายถึง ปฏิกิริยาที่สารตั้งต้นอยู่ต่างสภาวะกันหรือไม่กลมกลืนเป็นเนื้อเดียวกัน เช่น

Mg(s) + 2HCl(aq)                 MgCl(aq) +H₂(g)

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี (rate of chemical reaction) หมายถึง ปริมาณของสารใหม่ที่เกิดขึ้นในหนึ่งหน่วยเวลาหรือปริมาณของสารตั้งต้นที่ลดลงในหนึ่งหน่วยเวลา
ชนิดของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

• อัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ย (average rate) หมายถึง ปริมาณของสารใหม่ที่เกิดขึ้นทั้งหมดในหนึ่งหน่วยเวลา
• อัตราการเกิดในปฏิกิริยาขณะใดขณะหนึ่ง (instantaneous rate) หมายถึง ปริมาณของสารที่เกิดขึ้นขณะใดขณะหนึ่งในหนึ่งหน่วยเวลาของช่วงนั้น ซึ่งมักจะหาได้จากค่าความชันของกราฟ 
• ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีปฏิกิริยาต่างๆจะเกิดเร็วหรือช้า ขึ้นอยู่กับสิ่งต่อไปนี้
• ธรรมชาติของสาร
• ความเข้มข้นของสาร
• พื้นที่ผิว
• อุณหภูมิ
• คะตะลิสต์
• ความดัน

ธรรมชาติของสารธรรมชาติของสารจะมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี กล่าวคือ ปฏิกิริยาจะเกิดเร็วหรือช้าขึ้นอยู่กับธรรมชาติของสาร เช่น

• สารที่ทำปฏิกิริยาเป็นสารไอออนิกทั้งคู่ จะเกิดปฏิกิริยาเร็วกว่าสารที่เป็นสารโคเวเลนต์
• สารที่ทำปฏิกิริยเป็นก๊าซทั้งคู่ จะทำปฏิกิริยาได้เร็วกว่าปฏิกิริยาที่สารอยู่ในสถานะที่ต่างกัน

ความเข้มข้นของสาร                ความเข้มข้นของสารจะมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี เราวัดปริมาณของสารในสารละลายได้จากความเข้มข้นของสารที่เข้าทำปฏิกิริยากัน ดังนั้นในระหว่างเกิดปฏิกิริยาความเข้มข้นของสาร จึงเป็นสิ่งสำคัญที่มีผลให้ปฏิกิริยาเกิดเร็วหรือช้า
จากปฏิกิริยาระหว่างกรดไฮโดรคลอริกกับโซเดียมไทโอซัลเฟต(Na₂S₂O₃)ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นคือ
Na₂S₂O₃+ 2HCl 2 NaCl +H₂O +H₂O +SO₂ +S
เราศึกษาผลของความเข้มข้นที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาโดยการเปลี่ยนความเข้มข้นของสารเป็น 2 ตอน คือ
                ตอนที่ 1 เปลี่ยนความเข้มข้นของ HCl เมื่อความเข้มข้นของ Na₂S₂O₃คงที่ จะพบว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยา (ตะกอนของกำมะถัน) เปลี่ยนไป
                ตอนที่ 2 เปลี่ยนความเข้มข้น Na₂S₂O₃ เมื่อความเข้มข้นของ HCl คงที่จะพบว่า อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเปลี่ยนแปลง
จากการศึกษาทั้งสองตอนสรุปได้ว่า ปฏิกิริยานี้ความเข้มข้นของ Na₂S₂O₃และ HCl จะมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาทั้งสองสาร ซึ่งถ้าไม่ทำการทดลองหรือไม่มีข้อมูลมาให้จะไม่สามารถทราบได้ว่าสารตัวใดมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา
พื้นที่ผิวของสารพื้นที่ผิวจะมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี จากการศึกษามาแล้วเกี่ยวกับปฏิกิริยาของโลหะแมกนีเซียมกับกรดไฮโดรคลอริกจะเกิดก๊าซ H₂
จากการทดลองพบว่าเมื่อเปลี่ยนความยาวของลวดแมกนีเซียม อัตราการเกิดปกิกิริยาจะเพิ่มขึ้น ซึ่งถือว่าพื้นที่ผิวมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี พื้นที่ผิวจะมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาในปฏิกิริยาเนื้อผสม (heterogeneous) เท่านั้น เช่น ปฏิกิริยาที่กล่าวมา
Mg(s) + 2HCl(aq)                 MgCl(aq) +H₂(g) ถ้าทำให้ลวดแมกนีเซียมเป็นชิ้นเล็กๆจะพบว่าปฏิกิริยาจะเกิดเร็วกว่าลวดแมกนีเซียมที่เป็นแผ่นหรือขดเป็นสปริง
อุณหภูมิ
อุณหภูมิจะมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี โดยทั่วไปพบว่าอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 องศาเซลเซียสอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเร็วขึ้นประมาณ 2 เท่า ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของปฏิกิริยา
จากการทดลองปฏิกิริยาระหว่างกรดออกซาลิก (H₂C₂O₄) กรดซัลฟิวริก (H₂SO₄) และโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต (KMnO₄) เกิดปฏิกิริยาดังนี้
2KMnO₄(aq) + 5H₂C₂O₄(aq) +3H₂SO₄(aq)               K₂SO₄(aq) +2MnSO₄(aq) +8H₂O(l) +10CO₂(g)
พบว่าเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อัตราการหายไปของสีม่วงแดงของ KMnO4 จะเร็วขึ้น
คะตะลิสต์คะตะลิสต์ (catalyst) หมายถึง สารที่เติมลงไปในปฏิกิริยาทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเกิดเร็วขึ้น โดยในขณะที่เกิดปฏิกิริยาตัวคะตะลิสต์จะมีการเปลี่ยนแปลง แต่เมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยาแล้วจะได้กลับคืนมาในในขนาดและปริมาณเดิม เช่น ในปฏิกิริยาระหว่างโซเดียมโพแทสเซียมทาร์เตรต (NaKC₄ H₄O₆) กับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์(H₂O₂) จะได้ก๊าซ O₂ ถ้าใส่ CoCl₂ (สีชมพู) จะพบว่าปฏิกิริยานี้จะสลายตัวให้ก๊าซ O₂ เร็วขึ้นและในระหว่างเกิดปฏิกิริยา จะพบว่า CoCl₂ เปลี่ยนเป็นสีเขียว และเมื่อปฏิกิริยาสิ้นสุดจะได้สีชมพูกลับคืนมาปริมาณเท่าเดิม
ความดัน                ความดันจะมีผลต่อปฏิกิริยาในกรณีปฏิกิริยาที่เกี่ยวกับก๊าซ กล่าวคือ เมื่อเพิ่มความดันในโมเลกุลของก๊าซจะมีการชนกันมากขึ้นปฏิกิริยาจะมีอัตราการเกิดเร็วขึ้น

การอธิบายการเกิดปฏิกิริยาเคมี

ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นได้อย่างไร นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามอธิบาย โดยใช้แบบจำลองของทฤษฎีการชนกันของโมเลกุล (Collision Theory) ซึ่งกล่าวว่าปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่ออนุภาคของสารที่เข้าทำปฏิกิริยามาชนกัน เมื่อชนกันแล้วถ้ามีพลังงานมากพอก็จะมีการจัดอะตอมใหม่ พันธะเดิมหมดไปเกิดพันธะใหม่ได้สารใหม่ในปฏิกิริยา ตามหลักการนี้ปฏิกิริยาจะเกิดได้ง่ายเมื่อสารอยู่ในสถานะของเหลวและก๊าซ เนื่องจากอนุภาคเคลื่อนไหวได้ง่าย ซึ่งถ้าเป็นของแข็งต้องใช้ความดันช่วยบีบอัดให้อนุภาคเข้ามาชิดกัน
ตามทฤษฎีการชน อัตราเร็วของปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับจำนวนการการชนกันของสารต่อหน่วยเวลาและจำนวนการชนที่จะเกิดปฏิกิริยา มิใช่ว่าการชนกันทุกครั้งต้องเกิดปฏิกิริยาเคมีแล้วให้สารใหม่เสมอไป อาจมีเพียง 1 ใน 10¹⁴ ครั้งเท่านั้นที่จะเกิดปฏิกิริยาได้ นอกจากนี้การเกิดปฏิกิริยาเคมีไม่เพียงแต่การชนกั้นเท่านั้นจะต้องมีแฟกเตอร์อื่นด้วย จึงมีการใช้ทฤษฎีจลน์ของโมเลกุลเข้ามาเสริมด้วย ซึ่งกล่าวว่า โมเลกุลของก๊าซมีการเคลื่อนไหวทุกขณะ แต่ละโมเลกุลเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วต่างกันบางโมเลกุลเคลื่อนที่ช้ามากทำให้มีพลังงานจลน์ต่ำ บางโมเลกุลเคลื่อนที่เร็วทำให้มีพลังงานจลน์สูง ดังนั้นในการชนกันแล้วจะมีปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้โมเลกุลที่มาชนกันต้องมีพลังงานมากพอ ซึ่งพลังงานอย่างต่ำที่โมเลกุลต้องชนกันแล้วจะมีปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้ เรียกว่า พลังงานกระตุ้น ( activation energy = Eac)
โดยสรุป ในการเกิดปฏิกิริยาเคมีต้องมีปัจจัยที่เกี่ยวข้อง 4  ประการคือ

• จำนวนโมเลกุลต้องมากพอ
• ต้องมีการชนกัน
• ต้องมีพลังงานมากพออย่างน้อยเท่ากับพลังงานกระตุ้นหรือพลังงานก่อกัมมันต์
• ต้องมีทิศทางที่เหมาะสม

พลังงานกระตุ้นกับปฏิกิริยาเคมี                พลังงานกระตุ้นเป็นพลังงานอย่างต่ำที่โมเลกุลของสารจะต้องมีจึงจะเกิดปฏิกิริยาได้ ในปฏิกิริยาเคมีต่างกันจะมีค่าของพลังงานกระตุ้นต่างกัน กล่าวคือปฏิกิริยาใดที่เกิดเร็วมากแสดงว่ามีค่าพลังงานกระตุ้นต่ำ ปฏิกิริยาใดที่เกิดช้าแสดงว่ามีพลังงานกระตุ้นสูงมาก
                ในระหว่างที่เกิดเป็นปฏิกิริยาเคมีเมื่ออนุภาคมีการชนกันในทิศทางที่เหมาะสมที่จะเกิดปฏิกิริยาได้ ระยะเวลาหนึ่งสารตั้งต้นจะรวมตัวกันเกิดเป็นสารชนิดหนึ่งที่ไม่เสถียรมีอายุการเกิดสั้นมาก แล้วจะเกิดกสารใหม่ที่มีความเสถียรขึ้น เรียกว่า สารเชิงซ้อนถูกกระตุ้น (activated complex) ซึ่งเป็นสารที่เกิดจากพันธะเคมีของสารตั้งต้นเริ่มจะคลายออกจากกันและพันธะเคมีของสารใหม่จะเริ่มขึ้น เรียกสถานะนี้ว่า transition state ดังนั้นอนุภาคของสารตั้งต้นจะเกิดปฏิกิริยาได้อย่างน้อยจะต้องมีพลังงานสูงกว่าสภาวะอันนี้
                ในขณะที่เกิดปฏิกิริยาเคมี มีการเปลี่ยนแปลงพลังงานของโมเลกุลของสารตั้งต้นเพราะมีการสลายพันธะเก่าและสร้างพันธะใหม่ ถ้าสารใหม่ที่ได้มีพลังงานต่ำกว่าสารตั้งต้นเรียกปฏิกิริยานี้ว่า ปฏิกิริยาคายความร้อน แต่ถ้าสารใหม่ที่ได้มีพลังงานสูงกว่าสารตั้งต้น จะเรียกว่า ปฏิกิริยาดูดความร้อน
                ในการอธิบายเกี่ยวกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาตามทฤษฎีการชนกันของโมเลกุลโดยพิจารณาพลังงานกระตุ้น  สรุปได้ว่า

• พลังงานกระตุ้น หมายถึง พลังงานอย่างต่ำที่โมเลกุลของสารตั้งต้นจะต้องมี จึงจะเกิดปฏิกิริยาได้
• พลังงานกระตุ้นส่วนใหญ่เป็นพลังงานจลน์ ไม่เกี่ยวกับพลังงานสลายพันธะ ซึ่งเป็นพลังงานศักย์
• ปฏิกิริยาหนึ่งๆ มีพลังงานกระตุ้นมากน้อยไม่เท่ากัน ค่านี้หาได้จากการทดลองและการคำนวณ
• ปฏิกิริยาที่มี Eac ต่ำ จะเกิดเร็วกว่าปฏิกิริยาที่มี Eac สูง
• ค่า Eac ไม่เกี่ยวกับการดูดหรือคายความร้อนของปฏิกิริยา ปฏิกิริยาที่คายความร้อน อาจมีพลังงานกระตุ้นต่ำหรือสูงก็ได้
• ผลต่างของค่า Ea จะเป็นตัวบอกความร้อนของปฏิกิริยา (    H)

 การเกิดปฏิกิริยาเคมี เป็นการเปลี่ยนแปลงของสารที่ได้ผลิตภัณฑ์ของสารที่แตกต่างจากสารเดิมโดยอาจสังเกตจากการเปลี่ยนสีของสาร การเกิดตะกอน หรือการเกิดกลิ่นใหม่
ทฤษฎีที่ใช้อธิบายปฏิกิริยาเคมี มีอยู่ 2 ทฤษฎี คือ 1. ทฤษฎีการชน (The Collision Theory) ปฏิกิริยาเคมีจะเกิดขึ้นได้ ก็ต่อเมื่ออนุภาคของสารตั้งต้นต้องมาปะทะกันหรือมาชนกัน และการชนกันนั้นมีทั้งการชนที่ประสบผลสำเร็จ ดังภาพ

แบบจำลองการเกิดปฏิกิริยาเคมีตาม ทฤษฎีการ

 

2. ทฤษฎีแอกติเวเตดคอมเพลกซ์หรือทฤษฎีสภาวะทรานซิชัน (The Activated Complex Theory or The Transition State Theory) เป็นทฤษฎีที่ดัดแปลงมาจากทฤษฎีการชน โดยทฤษฎีนี้จะกล่าวถึงการชนอย่างมีประสิทธิภาพของสารตั้งต้นในลักษณะที่เหมาะสม โดยจะเกิดเป็นสารประกอบใหม่ชั่วคราว ที่เรียกว่า สารเชิงซ้อนกัมมันต์ (Activated Complex) ซึ่งในระหว่างการเกิดสารชนิดนี้พันธะเคมีของสารตั้งต้นจะอ่อนลง และเริ่มมีการสร้างพันธะใหม่ระหว่างคู่อะตอมที่เหมาะสม จนในที่สุดพันธะเก่าจะถูกทำลายลงอย่างสิ้นเชิง และจะมีพันธะใหม่ถูกสร้างขึ้นมาแทนที่ ดัง แบบจำลองการเกิดปฏิกิริยาเคมีต่อไปนี้ 

แบบจำลองการเกิดปฏิกิริยาเคมีตาม ทฤษฎีแอกติเวเตดคอมเพลกซ์

 

พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยา

ในการเกิดปฏิกิริยาของสารแต่ละปฏิกิริยานั้น ต้องมีพลังงานเข้ามาเกี่ยวข้องกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี 2 ขั้นตอน ดังนี้

ขั้นที่ 1 เป็นขั้นที่ดูดพลังงานเข้าไปเพื่อสลายพันธะในสารตั้งต้น
ขั้นที่ 2 เป็นขั้นที่คายพลังงานออกมาเมื่อมีการสร้างพันธะในผลิตภัณฑ์

ดังนั้นการเกิดปฏิกิริยาเคมีจะเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงพลังงาน ดังนี้

1. ปฏิกิริยาดูดความร้อน ( Endothermic reaction) เป็นปฏิกิริยาที่ดูดพลังงานเข้าไปสลายพันธะมากกว่าที่คายออกมาเพื่อสร้างพันธะ โดยในปฏิกิริยาดูดความร้อนนี้สารตั้งต้นจะมีพลังงานต่ำกว่าผลิตภัณฑ์ จึงทำให้สิ่งแวดล้อมเย็นลง อุณหภูมิลดลง เมื่อเอามือสัมผัสภาชนะจะรู้สึกเย็น ดังภาพ

2. ปฏิกิริยาคายความร้อน ( Exothermic reaction) เป็นปฏิกิริยาที่ดูดพลังงานเข้าไปสลายพันธะน้อยกว่าที่คายออกมาเพื่อสร้างพันธะ โดยในปฏิกิริยาคายความร้อนนี้สารตั้งต้นจะมีพลังงานสูงกว่าผลิตภัณฑ์ จึงให้พลังงานความร้อนออกมาสู่สิ่งแวดล้อม ทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น เมื่อเอามือสัมผัสภาชนะจะรู้สึกร้อน ดังภาพ

............

แผนภูมิพลังงานของปฏิกิริยาดูดความร้อน .......แผนภูมิพลังงานของปฏิกิริยาคายความร้อน

 

ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา

1.   ความเข้มข้นของสารตั้งต้น   กรณีที่สารตั้งต้นเป็นสารละลาย ถ้าสารตั้งต้นมีความเข้มข้นมากจะเกิดเร็ว เนื่องจากตัวถูกละลายมีโอกาสชนกันมากขึ้นบ่อยขึ้น   ในทางตรงกันข้ามถ้าเราเพิ่มปริมาตรของสารละลายโดยความเข้มข้นเท่าเดิม อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเท่าเดิม

2.   พื้นที่ผิวสัมผัส กรณีที่สารตั้งต้นมีสถานะเป็นของแข็ง สารที่มีพื้นที่ผิวสัมผัสมากจะทำปฏิกิริยาได้เร็วขึ้น เนื่องจากสัมผัสกันมากขึ้น  ใช้พิจารณากรณีที่สารตั้งต้นมีสถานะของแข็ง ดังภาพ

ความแตกต่างของ พื้นที่ผิว

 

3. ความดัน กรณีที่สารตั้งต้นมีสถานะเป็นก๊าซ ถ้าความดันมากปริมาตรก็ลดลง และปฏิกิริยาก็จะเกิดได้เร็ว เนื่องจากอนุภาคของสารมีโอกาสชนกันมากขึ้นบ่อยขึ้นในพื้นที่ที่จำกัดนั่นเอง ดังภาพ

 

4. อุณหภูมิ การที่อุณหภูมิของสารตั้งต้นเพิ่มขึ้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น โมเลกุลของสารในระบบจะมีพลังงานจลน์สูงขึ้นและมีการชนกันของโมเลกุลมากขึ้น

ปฏิกิริยาที่อุณหภูมิต่ำ ปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูง

 

5. ตัวเร่งปฏิกิริยา (Catalyst) หมายถึงสารเคมีที่ช่วยทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเร็วขึ้นเนื่องจากตัวเร่งจะช่วยในการลดพลังงานกระตุ้นโดยช่วยปรับกลไกในการเกิดปฏิกิริยาให้เหมาะสมกว่าเดิม โดยจะเข้าไปช่วยตั้งแต่เริ่มปฏิกิริยาแต่เมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยาจะกลับมาเป็นสารเดิม
6.   ธรรมชาติของสาร   เนื่องจากสารมีแรงยึดเหนี่ยวซึ่งแตกต่างกัน โดยปกติสารประกอบไอออนิกจะเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าสารประกอบโควาเลนต์ ดังนั้นสารประกอบไอออนิกจะเกิดปฏิกิริยาเร็วกว่าสารประกอบโควาเลนต์

ที่มา : http://writer.dek-d.com/tungting55/story/view.php?id=454835 

ตอบ 2

อธิบาย :

1. ความเข้มข้นของสารกบอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

จากการศึกษาอัตราการสลายตัวของไดไนโตรเจนเพนตะออกไซด์ในช่วงเวลาต่างๆ  พบว่าเมื่อเวลาผ่านไปอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีมีค่าลดลงนักเรียนคิดว่าเป็นผลมาจากความเข้มข้นของสารตั้งต้นลดลงหรือไม่  เพื่อตรวจสอบว่าความเข้มข้นของสารมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีหรือไม่  ให้นักเรียนศึกษาจากการทดลองต่อไปนี้            การทดลอง    ความเข้มข้นของสารกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ตอนที่ 1 ใช้สารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟตที่มีความเข้มข้นต่างกันทำปฏิกิริยากับสารละลายกรดไฮโดรคลอรอกที่มีความเข้มข้นคงที่ 1.       รินสารละลายกรดไฮโดรคลอริก 3 mol/dm3 จำนวน 10 cm3 ลงในหลอดทดลองขนาดใหญ่ 2.       นำกระดาษสีขาวที่ทำเครื่องหมายกากบาทไว้มาวางชิดข้างหลอดทดลองด้านหนึ่ง  โดยให้เครื่องหมายกากบาทอยุ่สูงจากก้นหลอดประมาณ 2.5 cm 3.       เติมสารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟต 0.3 mol/dm3 จำนวน 10 cm3 ลงในหลอดทดลองในข้อ 1 เขย่าให้เข้ากัน  สังเกตเครื่องหมายและจับเวลาตั้งแต่ผสมสารละลายเข้าด้วยกันนกระทั่งเริ่มมองไม่เห็นเครื่องหมายกากบาท 4.       ทำการทดลองอีก 4 ครั้ง โดยใช้โซเดียมไทโอซัลเฟตผสมกับน้ำกลั่นตามปริมาตรที่กำหนดให้ในตาราง แต่ใช้ปริมาตรของกรดไฮโดรคลอริกเท่าเดิม   ตารางกำหนดปริมาตรของสารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟตและน้ำที่ใช้ในการทดลองตอนที่ 1 หลอดที่ ปริมาตรของสารละลาย Na2S2O3 (cm3) ปริมาตรของน้ำ (cm3) 1 10 0 2 8 2 3 6 4 4 4 6 5 2 8  ตอนที่ 2 ใช้สารละลายกรดไอโดรคลอริกที่มีความเข้มข้นต่างกันทำปฏิกิริยากับสาระลายโซเดียมไทโดซัลเฟตที่มีความเข้มข้นคงที่ทำการทดลองเช่นเดียวกับตอนที่ 1 แต่ใช้สารละลายกรดไฮโดรคลอริกที่มีความเข้มข้น  0.3 mol/dm3 ผสมกับน้ำกลั่นตามปริมาตรที่กำหนดในตาราง และใช้สารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟตเข้มข้น 0.3  mol/dm3 ปริมาตรที่คงที่ 10 cm3  ตารางกำหนดปริมาตรของสารละลายกรดไฮโดรคลอริกและน้ำที่ใช้ในการทดลองตอนที่ 2 หลอดที่ ปริมาตรของสารละลาย HCI (cm3) ปริมาตรของน้ำ (cm3) 1 10 0 2 8 2 3 6 4 4 4 6 5 2 8 <!--[if !mso]--><!--[endif]-->                 ในการทดลองตอนที่ 1 เมื่อใส่สารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟต  0.3 mol/dm3   ลงในหลอดที่ 1 โดยไม่มีการเดติมน้ำ  ความเข้มข้นของสารละลายในหลอดนี้ยังคงเป็น 0.3 mol/dm3  ส่วนหลอดที่ 2 นำสารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟต 0.3 mol/dm3  จำนวน 8 (cm3) มาเติมน้ำให้เป็น 10 (cm3) ความเข้มข้นของสารละลายในหลอดคำนวณได้ดังนี้                 จำนวนโมลของโซเดียมไทโอซัลเฟตในสารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟต 0.3 mol/dm3  จำนวน 8 (cm3) เป็นดังนี้             เมื่อเติมน้ำ 2  (cm3) ทำให้สารละลายมีปริมาตรรวม 10 (cm3) ความเข้มข้นของสารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟตในหน่วย เป็นดังนี้ แสดงว่าสารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟตในหลอดที่ 2 มีความเข้มข้น 0.24 mol/dm3  สำหรับความเข้มข้นของสารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟตในหลอดอื่นก็คำนวณได้ในทำนองเดียวกัน เมื่อโซเดียมไทยโอซัลเฟตทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกจะเกิดปฏิกิริยา ดังสมการ           Na2S2O3(aq) + 2 HCI(aq)  ®     2NaCl(aq) + H2O(l) +SO2(g) + S(s)           หรือ           S2O32-(aq) + 2H+(aq)      ®       H2O(l) +  SO2(g) +  S(s)  จากการทดลอง นักเรียนได้วัดระยะเวลาของการเกิดปฏิกิริยาตั้งแต่เริ่มต้นจนได้ปริมาณของกำมะถันที่เกิดขึ้นเท่ากัน  คือเมื่อเริ่มมองไม่เห็นเครื่องหมายกากบาท  ดังนั้นจึงกล่าวได้ว่า ปฏิกิริยาของสารในทุกหลอดเริ่มต้นจากจุดเดียวกันและดำเนินไปจนถึงจุดหมายปลายทางเดียวกัน  อัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ยเขียนแสดงได้ดังนี้  ถ้านำอัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ยของสารในแต่ละหลอดมาเปรียบเทียบกันจะเป็นดังนี้  อัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ยของสารในหลอดที่ 1: อัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ยของสารในหลอดที่ 2                       เนื่องจากปริมาณของกำมะถันที่เกิดขึ้นในแต่ละหลอดเท่ากันดังนี้ จากความสัมพันธ์นี้จึงกล่าวได้ว่า ถ้าต้องการเปรียบเทียบอัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ยของสรในแต่ละหลอด  อาจใช้ส่วนกลับของระยะเวลาที่สารในแต่ละหลอดเกิดปฏิกิริยามาเปรียบเทียบกันได้  สารในหลอดที่ใช้ระยะเวลาการเกิดปฏิกิริยาน้อย  แสดงว่ามีอัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงกว่าสารในหลอดที่ใช้ระยะเวลามากกว่า จากผลการทดลอง   จะพบว่าเมื่อให้ความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนคงที่  แต่เปลี่ยนความเข้มข้นของไทโอซัลเฟตไอออน อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเปลี่ยนไอในทำนองเดียวกันการเปลี่ยนความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนโดยให้ความเข้มข้นของไทโอซัลเฟตคงที่ก็มีผลทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเปลี่ยนแปลงด้วย  แสดงว่าความเข้มข้นของสารตั้งต้นทั้งสองชนิดในปฏิกิรานี้มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี เนื่องจากการเพิ่มหรือลดความเข้มข้นของสารตั้งต้นมีความสัมพันธ์กับการเพิ่มหรือลดจำนวนอนุภาคของสารตั้งต้นในระบบ  ดังนั้นในกรณีของการเพิ่มความเข้มข้นของสารตั้งต้นระบบเพิ่มขึ้น  โอกาสที่อนุภาคของสารจะเกิดการชนกันจึงมีมากขึ้น  (ดังรูป 6.9) และอนุภาคที่มีพลังงานสูงก็มีจำนวนมากขึ้นด้วย จึงมีผลทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยามีค่าสูง โดยทั่วไปเราพบว่าการเพิ่มความเข้มข้นของสารตั้งต้นจะมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีอย่างไรก็ตามยังมีบางปฏิกิริยาที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้นชนิดใดชนิดหนึ่งเท่านั้น  หรือบางปฏิกิริยาอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีก็ไม่ขึ้นกับความเข้มข้นของสารตั้งต้น กล่าวคืออัตราการเกิดปฏิกิริยาจะคงที่ไม่ว่าจะมีสารตั้งต้นมากหรือน้อยเพียงใด  เช่น ปฏิกิริยาการกำจัดแอลกอฮอล์ออกจากกระแสเลือดในตับ  โดยปกิตเมื่อมีแอลกอฮอล์เข้าสู่กระแสเลือด ร่างกายจะต้องกำจัดออกทั้งในรูปแอลกอฮอล์โดยตรงและการสลายเป็นสารอื่น  อัตราการสลายตัวของแอลกอฮอล์เป็นสารอื่นจะมีค่าคงที่  โดยไม่ขึ้นกับปริมาณของแอลกอฮอล์ในเลือดว่ามีอยู่มากน้อยเพียงใด จากตัวอย่างที่กล่าวมาแล้วถ้าเราทราบชนิดของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยา  เราสามารถเขียนสมการแสดงปฏิกิริยานั้นได้  แต่ไม่สามารถทำนายอัตราการเกิดปฏิกิริยาได้ว่าสูงหรือต่ำ  และขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารใดบ้าง  ข้อมูลนี้จะได้จากการทดลองเท่านั้น

2. พื้นที่ผิวของสารกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

นักเรียนได้ทราบแล้วว่าความเข้มข้นของสารเป็นปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดปฏิกิริยาเคมี  รวมทั้งได้ศึกษาปฏิกิริยาระหว่างลวดแมกนีเซียมกับกรดไฮโดรคลอลิกมาแล้ว   นักเรียนคิดว่าถ้านำลวดแมกนีเซียมที่มีมวลเท่ากันแต่มีพื้นที่ผิวไม่เท่ากันมาทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริก  อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะแตกต่างกันหรือไม่  อย่างไรศึกษาได้จากการทดลองต่อไปนี้ การทดลอง   พื้น ที่ผิวของสารกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี 1. ทำการทดลองเช่นเดียวกับการทดลองที่  6.1 แต่เริ่มจับเวลาเมื่อสารละลายในกระบอกตวงอยู่ที่ขีด 1cm3  และทุกๆ 1cm3 จนถึง  5cm3 2. ทำการทดลองเช่นเดียวกับข้อที่ 1 แต่พับลวดแมกนีเซียมเหลือความยาวประมาณ  5 cm3 จากการทดลองพบว่าแมกนีเซียมที่มีมวลเท่ากันแต่มีพื้นผิวไม่เท่ากัน  มีอัตราการเกิดปฏิกิริยาแตกต่างกัน กล่าวคือ แมกนีเซียมที่มีพื้นที่ผิวมากมีอัตราการเกิดปฏิดิริยาสูงกว่าแมกนีเซียมที่มีพื้นผิวน้อย  ซึ่งอธิบายไดว่า การที่สารตั้งต้นมีพื้ที่ผิวมากมีผลให้อนุภาคของสารมีโอกาสเข้าชนกันได้มาก  ปฏิกิริยาจึงเกิดได้เร็วขึ้น

3.  อุณหภูมิกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

เมื่อวางชิ้นโลหะแมกนีเซียมไว้ในอากาศที่อุณหภูมิห้อง  ผิวของโลหะจะเปลี่ยนเป็นสีเทาช้าๆ เนื่องจากเกิดปฏิกิริกับออกซิเจนในอากาศได้แมกนีเซียมออกไซด์ฉาบอยู่ที่ผิว  แต่ถ้านำโลหะแมกนีเซียมไปเผาในอากาศจะได้ผงแมกนีเซียมออกไซด์ภายในเวลาไม่กี่นาที  ทำให้ตั้งข้อสังเกตว่าอุณหภูมิน่าจะเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่ทำให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดเร็วหรือช้า  การทดลองต่อไปนี้เป็นการศึกษาว่าการเพิ่มหรือลดของอุณหภูมิมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีอย่างไร การทดลอง  6.4 อัตราการเกิดปฏิกิริยาระหว่างกรดออกซาลิกกับโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตที่อุณหภูมิต่างๆ 1. ใส่สารละลายกรดออกซาลิก  0.05  mol/dm3 10 หยด และสารละลายกรดซัลฟิวริก 1.0  mol/dm3 5 หยด ในหลอดทดลองขนาดเล็ก แล้วเติมสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต 0.005 mol/dm3 ลงไป 10 หยด เขย่าและจับเวลาตั้งแต่เติมสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตลงไปจนกระทั่งสารละลายเปลี่ยนเป็นไม่มีสี 2. ทำการทดลองเช่นเดียวกับข้อ 1 แต่นำหลอดใส่สารละลายผสมระหว่างกรดออกซาลิกกับกรดซัลฟิวริกไปแช่น้ำที่ควบคุมอุณหภูมิให้คงที่ประมาณ  60 องศา เป็นเวลา 5 นาที  แล้วจึงเติมสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต เขย่าและจับเวลา 3. ทำการดลองเช่นเดียวกับข้อ 2 อีก 2 ครั้ง โดยควบคุมอุณหภูมิของน้ำเป็นประมาณ 40 องศา และ 20 องศา ตามลำดับ <!--[if !mso]--><!--[endif]--> เมื่อกรดออกซาลิกทำปฏิกิริยากับสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตจะเกิดปฏิกิริยาดังสมการ 5H2C2O4(aq) + 2MnO4-(aq) +  6H+(aq) ®    10CO2(g) + 2Mn2+(aq) + 8H2O(l)  ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นนี้ จะสังเกตได้จากการเปลี่ยนสีของสารละลายจากสีม่วงเป็นสีชมพูอ่อน เนื่องจากเปอร์แมงกาเนตไอออน (MnO4) มีสีม่วง  เมื่อทำปฏิกิริยาจะเปลี่ยนไปเป็นแมงกานีส  (II)ไอออน (Mn2+)  ซึ่งเป็นสารสีชมพูอ่อน  แต่ถ้าเจอจามากจะได้สารละลายใสที่ไม่มีสี จากการทดลองทำให้ทราบว่าที่อุณหภูมิสูงปฏิกิริยาเคมีเกิดได้เร็วกว่าที่อุณหภูมิต่ำแสดงว่าอุณหภูมิมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี กล่าวคือเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะมีค่าเพิ่มขึ้น  และเมื่ออุณหภูมิลดลงอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะมีค่าน้อยลง  ตามทฤษฎีจลน์อธิบายได้ว่า  เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น โมเลกุลของแก๊สจะเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วเพิ่มขึ้น  จึงมีอาสที่จะชนกันมากขึ้น  ดังนั้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจึงสูงขึ้น  จากการคำนวณได้ผลว่าเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 องศาเซลเซียส อัตราการชนกันของโมเลกุลเพิ่มขึ้นเพียง 0.01 เท่า แต่ในทางปฏิบัติปรากฏว่าเมื่อเพิ่มอุณหภูมิขึ้น 10 องศาเซลเซียส อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น 2-3 เท่า นักเรียนคิดว่าเป็นเพราะเหตุใด เราอาจเขียนกราฟแสดงการกระจายพลังงานจลน์ของโมเลกุลของแก๊สที่อุณหภูมิต่าง ๆ ได้ดังรูป จากรูป จะพบว่าพื้นที่ใต้กราฟทางด้านขวาของพลังงาน E ที่อุณหภูมิ T1 มีค่าน้อยกว่าที่อุณหภูมิ T2 แสดงว่าที่อุณหภูมิ T1 โมเลกุลที่มีพลังงานสูงกว่า E มีจำนวนน้อยกว่าที่อุณหภูมิ T2 โดยทั่วไปการชนกันที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีเป็นการชนกันของโมเลกุลที่มีพลังงานสูง  ซึ่งเมื่อชนกันแล้วทำให้พลังงานที่เกิดขึ้นมีค่าเท่ากับหรือมากกว่าพลังงานก่อกัมมันต์  นอกจากนี้การชนกันของโมเลกุลที่มีพลังงานสูงมากๆ กับโมเลกุลที่มีพลังงานต่ำก็อาจทำให้เกิดปฏิกิริยาได้เช่นเดียวกัน  แสดงว่าอุณหภูมิเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

4.  ตัวเร่งและตัวหน่วงปฏิกิริยาเคมี

จากการทดลองที่ผ่านมาช่วยให้ทราบว่าพื้นที่ผิวสัมผัส  ความเข้มข้นของสารที่เข้าทำปฏิกิริยาและอุณหภูมิมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ต่อไปจะศึกษาว่าเมื่อเติมสารบางชนิดปริมาณเล็กน้อยลงไปจะมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาหรือไม่ โดยศึกษาจากการทดลองต่อไปนี้ การทดลอง  ผลของสารบางชนิดต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ตอนที่ 1 ผลของสารละลายแมงกานีส (II) ซัลเฟตต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาระหว่างสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตกับสารละลายกรดออกซาลิก 1. นำหลอดทดลองขนาดกลางมา 2 หลอด แต่ละหลอดใส่สารละลายกรดออกซาลิก 0.05 mol/dm3  จำนวน  2 cm3  และสารละลาย กรดซัลฟิวริก  1.0 mol/dm3  จำนวน 1 cm3 2. นำหลอดที่ 1 มาเติมสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต 0.005 mol/dm3  จำนวน 2 cm3 เขย่าพร้อมทั้งเริ่มจับเวลาจนกระทั่งสารละลายเปลี่ยนเป็นไม่มีสี 3. นำหลอดที่ 2 มาเติมสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต 0.005 mol/dm3  จำนวน 2 cm3 และสารละลายแมงกานีส (II) ซัลเฟต 0.1 mol/dm3  จำนวน 5 หยด เขย่าพร้อมทั้งเริ่มจับเวลาจนสารละลายเปลี่ยนเป็นไม่มีสี ตอนที่ 2 ผลของโซเดียมฟลูออไรด์ต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาระหว่างเปลือกไข่กับสารละลายกรดแอซีติก 1.       ใส่เปลือกไข่ที่ตกแห้งและบดละเอียดลงในหลอดทดลองขนาดกลาง 2 หลอด ๆ ละ 1 g 2.       ใส่ผงโซเดียมฟลูออไรด์ 0.1 g ลงบนเปลือกไข่ในข้อ 1 เพียง 1 หลอด คลุกเคล้าให้ทั่ว 3.       นำหลอดทดลองจากข้อ 1 และจากข้อ 2 มาเติมสารละลายกรดแอซีติก 0.5  mol/dm3  หลอดละ 3 cm3 สังเกตการณ์เปลี่ยนแปลง                  เมื่อเติมสารบางชนิดปริมาณเล็กน้อยลงไปแล้วทำให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดได้เร็วขึ้น สารที่เติมลงไปนี้เรียกว่า  ตัวเร่งปฏิกิริยา  แสดงว่าในการทดลอง  ตอนที่ 1 แมงกานีส (II) ซัลเฟต  ทำหน่วงที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาระหว่างสารละลายกรดออกซาลิกกับสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต  ส่วนสารที่เติมลงไปแล้วทำให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดชาลงเรียกว่าตัวหน่วงปฏิกิริยา จากผลการทอลองตอนที่ 2 ปฏิกิริยาชองสารในหลอดที่เติมโซเดียมฟลูออไรด์เกิดช้ากว่า จึงกล่าวได้ว่าโซเดียมฟลูออไรด์เป็นตัวหน่วงปฏิกิริยา จากผลการทดลองที้งสองตอนสรุปได้ว่าตัวเร่งปฏิกิริยาและตัวหน่วงปฏิกิริยามีผลทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเปลี่ยนแปลงได้                 จากการศึกษาที่ผ่านมาได้เปรียบเทียบการเกิดปฏิกิริยาเคมีกับการเดินทางข้ามภูเชา  และพลังงานกอกัมมันต์เปรียบได้กับความสูงของภูเขา ถ้าภูเขาสูงมากคนที่มีกำลังมากพอเท่านั้นจึงจะผ่านไปได้  แต่เมื่อมีการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งเปรียบเสมือนการเดินทางสายใหม่ที่ไปถึงจุดหมายปลายทางได้  อีกทั้งข้ามภูเขาไม่สูงมากหรือกล่าวได้ว่ามีพลังงานก่อกัมมันต์ของปฏิกิริยานั้นลดต่ำลง ทำให้คนที่จะเดินทางไปถึงจุดหมายปลายทางมีจำนวนเพิ่มมากขึ้น นั่นคือโมเลกุลที่ชนกันแล้วมีพลังงานสูงกว่าพลังงานก่อกัมมันต์จะมีจำนวนมากกว่าเมื่อมี่มีตัวเร่งปฏิกิริยา  จึงเป็นผลให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงขึ้น ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานจลน์กับจำนวนโมเลกุลซึ่งมใพลังงานสูงกว่าพลังงานก่อกัมมันต์ในกรณีที่มีและไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยาแสดงได้ดังรูป                 ในปฏิกิริยาที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาอยู่นั้น  เมื่อปฏิกิริยาสิ้นสุดแล้ว สมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยาจะเป็นอย่างไร  ศึกษาได้จากการทดลองต่อไปนี้ การทดลอง  สมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยา 1. ใส่โซเดียมโพแทสเซียมทาร์เทรต 0.5 g ในหลอดทดลองขนาดกลาง เติมน้ำเดือด 5 cm3 เขย่าจนสารละลายหมด แล้วแบ่งสารละลายครึ่งหนึ่งใส่ในหลอดทดลองขนาดกลางอีกหลอดหนึ่ง 2. เติมสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เข้มข้นร้อยละ 6 จำนวน 3 cm3 ลงในแต่ละหลอดพร้อมกัน 3. เติมสารละลายโคบอลต์ (II) คลอไรด์ 0.1 mol/dm3  2-3 หยด ลงในหลอดทดลองที่ 1 4. เขย่าหลอดทดลองทั้งสองเบา ๆ ตลอดเวลาสังเกตการณ์เปลี่ยนแปลง <!--[if !mso]--><!--[endif]-->                 สารละลายโคบอลต์ (II) คลอไรด์มีสีชมพู ขณะเกิดปฏิกิริยาจะเปลี่ยนเป็นสีเขียวและเมื่อปฏิกิริยาสิ้นสุดลงจะกลับเป็นสีชมพูเหมือนเดิม  แสดงว่าขณะที่ปฏิกิริยาดำเนินไปตัวเร่งปฏิกิริยาจะเข้าไปมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาด้วยโดยเปลี่ยแปลงเป็นสารอื่นชั่วขณะหนึ่ง แต่เมื่อปฏิกิริยาสิ้นสุดแล้วจะกลับเป็นสารเดิม การที่จะทราบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาเข้าไปมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาอย่างไรนั้นจะได้ศึกษาในขั้นสูงต่อไป                 ตัวเร่งปฏิกิริยามีประโยชน์มากทั้งในชีวิตประจำวันและในกระบวนการอุตสาหกรรม เช่น การย่อยอาหารในร่างกายใช้เอนไซม์หลายชนิดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา การผลิตแอมโมเนีใช้เหล็กเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ในกระบวนการเติมไฮโดรเจนแก่สารอินทรีย์ใช้นิกเกิลเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา และในกระบวนการแตกสลายไฮโดรคาร์บอนในการกลั่นน้ำมันใช้ซิลิคอนไดออกไซด์และอะลูมิเนียมออกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อช่วยให้ปฏิกิริยาเกิดเร็วขึ้นต้องคำนึงถึงปัจจัยหลายอย่าง เช่น ความปลอดภัย ความยากง่ายในการแยกตัวเร่งปฏิกิริยาออกจากผลิตภัณฑ์ และราคาของตัวเร่งปฏิกิริยา                 สำหรับตัวหน่วงปฏิกิริยา นอกจากโซเดียมฟูลออไรด์ซึ่งเป็นตัวหน่วงปฏิกิริยาระหว่างกรดแอซีติกกับแคลเซียมคาร์บอเนตจากเปลือกไข่แล้ว ยังมีสารอื่นอีกที่ทำหน้าที่เป็นตัวหน่วงปฏิกิริยา เช่น ปฏิกิริยาสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ได้น้ำและแก๊สออกซิเจนดังสมการ 2H2O2(l)      ®       2H2O(l) + O2(g)                  เมื่องเติมกรดไฮโดรคอลริกเจือจางหรือกลีเซอรอลลงไปเล็กน้อย จะทำให้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สลายได้ช้าลง                 จากผลการทดลอง และความรู้ที่ได้ศึกษามาแล้ว สามารถสรุปปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีได้ดังนี้ 1.       ปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่เมื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารตั้งต้นปฏิกิริยาจะเกิดเร็วขึ้น และเมื่อลดความเข้มข้นของสารตั้งต้นปฏิกิริยาจะเกิดช้าลง 2.       สารที่มีพื้นที่ผิวมากจะเกิดปฏิกิริยาเคมีเร็วกว่าสารที่มีพื้นที่ผิวน้อย 3.       การเพิ่มอุณหภูมิจะทำให้ปฏิกิริยาเกิดเร็วขึ้นและการลดอุณหภูมิจะทำให้ปฏิกิริยาเกิดช้าลง 4.       ตัวเร่งปฏิกิริยาจะทำให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดเร็วขึ้นและตัวหน่วงปฏิกิริยาจะทำให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดช้าลง

ที่มา : http://www.thaigoodview.com/library/studentshow/2549/nongkhai/kudbongphittayakarn/p04.htm

 ตอบ 4

อธิบาย ัญลักษณ์นิวเคลียร์ เลขอะตอม เลขมวล และไอโซโทป




เลขอะตอม (Atomic number) หมายถึง ตัวเลขที่แสดงถึงผลรวมจำนวนโปรตอนในอะตอมของธาตุ ซึ่งมีค่าเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอน บางครั้งใช้สัญลักษณ์ Z

เลขมวล (Mass number) หมายถึงตัวเลขที่แสดงถึงผลรวมของจำนวนโปรตอนกับนิวตรอน บางครั้งใช้สัญลักษณ์ A


A = Z + n (จำนวนนิวตรอน)

เช่น บอกได้ว่า ธาตุ P มีเลขอะตอม 15 ( โปรตอน = 15, อิเล็กตรอน = 15 )

มีเลขมวล 31 (นิวตรอน = 16)

เนื่องจากจำนวนนิวตรอน = เลขมวล - เลขอะตอม

= 31 - 15 = 16

ดังนั้นจะได้ว่า ===> P = 15 , e = 15 , n = 16

===> P = 19 , e = 19 , n = 20

===> P = 92 , e = 92 , n = 143

ที่มา : http://www.thaigoodview.com/library/studentshow/2549/bangkok/sathit_cu/atomic_structure/Learn/isotope.htm

ตอบ 1

อธิบาย : .พิจารณาจากสัญลักษณ์แล้วพบว่าจากฟอสฟอรัสที่มีจำนวนโปรตอน = 15-4 = 11
มีจำนวนอิเล็กตรอน = 15- 5 = 10
มีจำนวนนิวตรอน = (31-15)-5 =16
ซึ่งจะเห็นได้ว่าคุณสมบัติดังกล่าวตรงกับธาตุ Na+ ในตัวเลือก

ที่มา : http://www.lks.ac.th/student/kroo_su/chem51/chem51_2/an201-250.htm

 ตอบ 3

อธิบาย : 7 3A มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น 2,1
14 7B มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น 2,5
32 16X มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น 2,8,6
30 19Y มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น 2,8,8,1
จากการจัดเรียงอิเล็กตรอนพบว่าธาตุ A กับธาตุ Y อยู่หมู่เดียวกัน

ที่มา http://www.lks.ac.th/student/kroo_su/chem51/chem51_2/an201-250.htm

 ตอบ 2

อธิบาย : จากสมบัติของธาตุจะเห็นว่าธาตุ Ca จะเป็นธาตุที่มีการให้อิเล็กตรอนได้ดี ส่วน F จะเป็นธาตุที่มีการรับอิเล็กตรอนได้ดี ดังนั้นเมื่อมีการรวมกันเป็นไอออนโดยมีอัตราส่วนระหว่าง Ca : F เป็น 2 : 1 จะได้การเรียงอิเล็กตรอนเป็นดังนี้
Ca -----> Ca2+ มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น 2,8,8
F -----> F- มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น 2,8

ที่มา : http://www.lks.ac.th/student/kroo_su/chem51/chem51_2/an201-250.htm

 ตอบ 1

อธิบาย : 19A มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น 2,8,8,1
34B มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น 2,8,18,6
53C มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น 2,8,18,18,7
ดังนั้นการเกิดสารประกอบของธาตุดังกล่าวจึงเป็นเช่นนี้
A:B เป็น 2:1 เขียนเป็นสูตรของสารประกอบได้เป็น A2B
A:C เป็น 1:1 เขียนเป็นสูตรของสารประกอบได้เป็น AC
B:C เป็น 1:2 เขียนเป็นสูตรของสารประกอบได้เป็น BC2

ที่มา : http://www.lks.ac.th/student/kroo_su/chem51/chem51_2/an201-250.htm

ตอบ 3

อธิบาย : ธาตุกัมมันตรังสี
ในปี พ.ศ. 2439 อองตวน อองรี เบ็กเคอเรล (Antonine Henri Becquerel) นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสได้พบว่าแผ่นฟิล์มถ่ายรูปที่ห่อหุ้มด้วยกระดาษดำและเก็บรวมไว้กับสารประกอบยูเรเนียมจะมีลักษณะเหมือนถูกแสงสว่าง เขาจึงได้ทดลองเก็บแผ่นฟิล์มไว้กับสารประกอบของยูเรเนียมชนิดอื่น ๆ ดูบ้าง ซึ่งก็พบว่าผลที่เกิดขึ้นเป็นเช่นเดียวกัน ดังนั้นเบ็กเคอเรสจึงได้สรุปว่า เหตุการณ์เช่นนี้เกิดขึ้นเนื่องจากธาตุยูเรเนียมมีสมบัติในการแผ่รังสีออกมาได้
หลังจากนั้น ปีแอร์ คูรี และ มารี คูรี (Pierre Curie and Marie Curie) นักวิทยาศาสตร์คู่สามีภรรยาชาวฝรั่งเศส ได้ค้นพบเพิ่มเติมว่า ธาตุยูเรเนียมไม่ได้เป็นธาตุเพียงชนิดเดียวที่สามารถแผ่รังสีออกมาได้ แต่ยังมีธาตุชนิดอื่น ๆ ที่สามารถแผ่รังสีออกมาได้เช่นเดียวกัน เช่น ธาตุพอลโลเนียม (Po), เรเดียม (Ra), และทอเรียม (Th) เป็นต้น ต่อมานักวิทยาศาสตร์ได้เรียกรังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุต่าง ๆ ว่า กัมมันตภาพรังสี และเรียกธาตุต่าง ๆ ที่มีสมบัติในการแผ่รังสีว่า ธาตุกัมมันตรังสี
การแผ่รังสีของธาตุกัมมันตรังสีเหล่านี้เกิดขึ้นในไอโซโทปของธาตุที่มีจำนวนนิวตรอนมากกว่าจำนวนโปรตอนมาก ทำให้นิวเคลียสของธาตุไม่เสถียรจึงต้องมีการเปลี่ยนแปลงไปเป็นธาตุที่มีความเสถียรมากขึ้น โดยการสลายตัวเองเพื่อปล่อยอนุภาคภายในนิวเคลียสออกมาในรูปของการแผ่รังสี การแผ่รังสีของธาตุเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติ โดยพบว่าธาตุต่าง ๆ ที่อยู่ในธรรมชาติที่มีเลขอะตอมสูงกว่า 83 ส่วนใหญ่จะสามารถแผ่รังสีได้ทั้งสิ้น ตัวอย่างเช่น ธาตุเรเดียม, ยูเรเนียม, ทอเรียม เป็นต้น
การสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีจะเกิดขึ้นได้โดยอะตอมของธาตุมีการปลดปล่อยองค์ประกอบและพลังงานที่อยู่ภายในอะตอมออกมา ทำให้โครงสร้างของอะตอมเปลี่ยนแปลงไป โดยองค์ประกอบและพลังงานของธาตุที่ถูกปลดปล่อยออกมานั้นจะแผ่ออกมาจากธาตุในรูปของรังสีต่าง ๆ ซึ่งสามารถแบ่งได้เป็น 3 ชนิด คือ รังสีแอลฟา, รังสีบีตา และรังสีแกมมา ซึ่งรังสีต่าง ๆ จะมีลักษณะและสมบัติที่แตกต่างกัน ดังนี้
1. รังสีแอลฟา (alpha) เป็นอนุภาคที่มีสมบัติเหมือนนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม คือเป็นอนุภาคซึ่งมีโปรตอนและนิวตรอนอย่างละ 2 อนุภาค แต่ไม่มีอิเล็กตรอน จึงมีประจุบวก 2 สามารถเบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้าเข้าหาขั้วลบ เป็นรังสีที่มีอำนาจการทะลุทะลวงต่ำ
2. รังสีบีตา (beta) เป็นอนุภาคที่มีประจุลบ มีคุณสมบัติเหมือนอิเล็กตรอน จึงสามารถเบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้าเข้าหาขั้วบวก รังสีบีตามีอำนาจการทะลุทะลวงสูงกว่ารังสีแอลฟาประมาณ 100 เท่า มีความเร็วในการเคลื่อนที่สูงกว่ารังสีแอลฟา และสามารถเคลื่อนที่ไปได้ไกลกว่ารังสีแอลฟา
3. รังสีแกมมา (gamma) มีคุณสมบัติเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Wave) ที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก ไม่มีประจุและไม่มีมวล จึงไม่มีการเบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้า มีอำนาจการทะลุทะลวงสูงกว่ารังสีบีตามาก เกิดจากการที่ธาตุแผ่รังสีแอลฟาและแกมมาออกมา แต่นิวเคลียสของธาตุยังไม่เสถียร ยังมีระดับพลังงานที่สูงอยู่ จึงต้องปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อลดระดับพลังงาน โดยรังสีแกมมาจะมีความเร็วในการเคลื่อนที่สูงมากจนมีค่าใกล้เคียงกับความเร็วแสง

1. ครึ่งชีวิตของธาตุ (Half life)
เรารู้แล้วว่ารังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุกัมมันตรังสีเกิดจากนิวเคลียสในอะตอมของธาตุซึ่งไม่เสถียร จึงต้องมีการสลายตัวและแผ่รังสีออกมา เพื่อเปลี่ยนไปเป็นอะตอมที่มีเสถียรภาพมากขึ้น เมื่อธาตุกัมมันตรังสีแผ่รังสีออกมาแล้วจะเกิดการสลายตัวลดปริมาณลงไปด้วย โดยนักวิทยาศาสตร์เรียกระยะเวลาที่ธาตุกัมมันตรังสีสลายตัวไปจนเหลือครึ่งหนึ่งของปริมาณเดิมว่า ครึ่งชีวิต (Half life) ตัวอย่างเช่น ธาตุซัลเฟอร์ -35 มีครึ่งชีวิต 87 วัน ในการสลายตัวเหลือ 4 กรัม และใช้เวลาอีก 87 วัน ในการสลายตัวจนเหลือ 2 กรัม เป็นต้น

2. ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสี
ความสามารถในการปลดปล่อยพลังงาน และรังสีที่มีพลังงานและมีอำนาจทะลุทะลวงของธาตุกัมมันตรังสีได้ถูกนำไปประยุกต์ใช้ให้เกิดประโยชน์ในด้านต่าง ๆ มากมายทั้งในด้านการแพทย์ การเกษตร อุตสาหกรรม รวมจนถึงด้านธรณีวิทยาการหาอายุของวัตถุต่าง ๆ โดยธาตุกัมมันตรังสีที่มีการใช้ประโยชน์กันอย่างกว้างขวาง ได้แก่
2.1 ยูเรเนียม-235 (U-235) ใช้สำหรับเป็นเชื้อเพลิงในโรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์ ใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องบินและยานอวกาศ และใช้ในการผลิตรังสีเอ็กซ์ (X-ray) ซึ่งมีพลังงานสูง
2.2 โคบอลต์-60 (Co-60) เป็นธาตุกัมมันตรังสีที่สามารถแผ่กัมมันตรังสีชนิดแกมมาซึ่งมีผลในการยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์ได้ จึงมีการนำมาใช้ในการยับยั้งการเจริญเติบโตเชื้อจุลินทรีย์ในอาหาร ผักและผลไม้ และนำมาใช้ในการรักษาโรคมะเร็ง
2.3 คาร์บอน-14 (C-14) เป็นธาตุกัมมันตรังสีที่สามารถพบได้ในวัตถุต่าง ๆ เกือบทุกชนิดบนโลก จึงสามารถนำระยะเวลาครึ่งชีวิตของธาตุนี้มาใช้ในการคำนวณหาอายุของวัตถุโบราณ อายุของหินและเปลือกโลกและอายุของซากฟอสซิลต่าง ๆ ได้ (C-14 มีครึ่งชีวิตประมาณ 5,730 ปี)
2.4 ฟอสฟอรัส-32 (P-32) เป็นสารประกอบกัมมันตรังสีที่สามารถละลายน้ำได้ มีระยะเวลาครึ่งชีวิตประมาณ 14.3 วัน ทางการแพทย์นำมาใช้ในการรักษาโรคมะเร็งของเม็ดโลหิตขาว (ลิวคีเมีย) โดยให้รับประทานหรือฉีดเข้าในกระแสโลหิต นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการตรวจหาเซลล์มะเร็ง และตรวจหาปริมาณโลหิตของผู้ที่จะเข้ารับการผ่าตัด

3. อันตรายจากธาตุกัมมันตรังสี
อันตรายจากธาตุกัมมันตรังสีเกิดขึ้นได้ เนื่องจากหากร่างกายของสิ่งมีชีวิตได้รับกัมมันตรังสีในปริมาณที่มากเกินไปจะทำให้โมเลกุลของน้ำ สารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ต่าง ๆ ในร่างกายเสียสมดุล ทำให้เกิดความเสียหายต่อเซลล์ในร่างกาย ซึ่งจะทำให้สิ่งมีชีวิตเกิดความเจ็บป่วย หรือหากได้รับในปริมาณมากก็อาจทำให้เสียชีวิตได้ ดังนั้นผู้ปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้องกับรังสีจึงจะต้องมีอุปกรณ์ที่ช่วยป้องกันอันตรายจากรังสี และมีการกำหนดระยะเวลาในการทำงานเพื่อไม่ให้สัมผัสกับรังสีเป็นเวลานานเกินไป