2.4. Влияние концентрации реагирующих веществ на состояние равновесия
Смещение химического равновесия можно наблюдать на примере реакции взаимодействия хлорного железа (FeCl3) с роданидом калия (KCNS):
FeCl3 + 3KCNS Fe(CNS)3 + 3KCL
Так как реакция обратима, то при смещении равновесия вследствие изменения концентрации реагирующих веществ интенсивность красного окрашивания раствора, обусловленного образованием роданида железа Fe(CNS)3, будет изменяться. Реакция протекает при постоянной температуре.
Порядок
выполнения опыта.
Налейте в химический стакан 5 мл 0,01н
раствора
и добавьте 5 мл 0,01н раствора
(или
).
Полученный раствор разлейте на 4 пробирки.
В первую пробирку добавьте 3 – 5 капель
концентрированного раствора
,
во вторую – 2 – 3 капли концентрированного
раствора
,
в третью поместите немного твердого
(или
)
и встряхните пробирку несколько раз,
чтобы ускорить растворение соли. Сравните
интенсивность окраски полученных
растворов с цветом раствора в четвертой
пробирке (контрольной). Результаты
наблюдений запишите в таблице 2.3.
|
Таблица 2.3 | |||
|
Номер пробирки |
Добавленное вещество |
Изменение интенсивности окраски (ослабление, усиление) |
Направление смещения равновесия (, , D) |
|
1 |
FeCl3 |
|
|
|
2 |
KCNS |
|
|
|
3 |
KCl |
|
|
|
4 |
Контрольная |
|
|
При оформлении анализа результатов опыта выполните задания и ответьте на вопросы:
1.Запишите кинетическое условиеравновесия исследуемой реакции.
2. Объясните, почему в первой и второй пробирках происходит усиление, а в третьей – ослабление окраски. Используя ЗДМ, объясните, как изменится скорость, и какой реакции (прямой или обратной) при каждом указанном (таблица 2.3) изменении концентрации веществ? К чему это приводит? В какую сторону смещается равновесие в каждом случае?
3.Сформулируйтепринцип Ле Шателье. Подтверждает ли установленное в ходе опыта изменение скоростей реакций и смещение равновесия принцип Ле Шателье?
4. Запишитевыражение константы равновесия (КС) для данной равновесной системы. Зависит ли численное значение константы равновесия от концентрации реагирующих веществ?
5. Сделайте общий выводо влиянии концентрации реагирующих веществ на состояние равновесия.
2.5. Влияние температуры на состояние равновесия
При взаимодействии иода с крахмалом образуется вещество сложного состава – иодокрахмал, синего цвета. Реакцию можно представить схемой
иод + крахмал иодокрахмал (∆H < 0).
Порядок выполнения опыта. В пробирку налейте 4 – 5 мл раствора крахмала и добавьте несколько капель 0,1 н раствора I2 до появления синего окрашивания. Разделите содержимое пробирки на две. Нагрейте одну пробирку с раствором, поместив ее в стакан с горячей водой. Затем охладите ее до комнатной температуры (под проточной водой), наблюдая в обоих случаях за изменением окраски растворов и сравнивая её с контрольной.
При оформлении анализа результатов опыта ответьте на вопросы:
1. Объясните, почему и как (усиление или ослабление) при повышении или понижении температуры происходит изменение окраски. Почему, при повышении температуры в большей степени (результат опыта) увеличивается скорость обратной реакции, а при понижении температуры – увеличивается скорость прямой реакции? Объясните, как это связано с энергией активации и тепловым эффектом реакции. В какую сторону смещается равновесие при изменении температуры?
2.Подтверждаютли полученные в ходе опыта результаты принцип Ле Шателье?
3. Как изменитсячисленное значение константы равновесия данной реакции при повышении температуры? Ответ необходимо обосновать.
4. Сделайте общий выводо влиянии температуры на положение химического равновесия обратимой реакции.