Экспериментальная часть II

Влияние изменения концентрации на смещение равновесия

Выполнение опыта. В четыре пробирки отмерить по 2 мл разбавленных растворов хлорида железа (III) FeCl₃ и роданида калия KCNS. Во всех пробирках протекает одна и та же обратимая реакция:

FeCl₃ + 3KCNS = Fe(CNS)₃ + 3KCl.

Роданид железа Fe(CNS)₃ сообщает раствору красную окраску. По изменению интенсивности окраски раствора, т.е. по изменению концентрации Fe(CNS)₃, можно судить о сдвиге химического равновесия. Если раствор окрашивается более интенсивно, то концентрация роданида железа увеличилась, т.е. равновесие сместилось в сторону продуктов реакции, и наоборот.

Первую пробирку с полученным раствором оставьте в качестве контрольной для сравнения результатов опыта, а в остальные - добавьте следующие реактивы: во вторую – несколько капель концентрированного раствора FeCl₃, в третью – один микрошпатель твердого KCNS, а в последнюю – 2-3 микрошпателя твердого KCl. Растворы в данных пробирках перемешайте энергичным встряхиванием и сравните интенсивность окраски полученных растворов с окраской эталона. Запишите свои наблюдения в таблицу.

№ пп	V FeCl3 мл	V KCNS мл	Реактивы	Окраска	Сдвиг равновесия
1 2 3 4	2 2 2 2	2 2 2 2	- FeCl3 (конц) KCNS (тв) KCl (тв)

Напишите выражение константы равновесия данного обратимого процесса. Сделайте вывод о влияния изменения концентрации исходных реагирующих веществ и продуктов реакции на смещение равновесия.

Задачи

1. Равновесие в системе Н₂ (г) + J₂ (г) = 2HJ (г) установилось при следующих концентрациях: [H₂] = 0,025 моль/л; [J₂] = 0,005 моль/л; [HJ] = 0,09 моль/л. Определить исходные концентрации йода и водорода.

2. Константа равновесия реакции FeO (к) + СО (г) = Fe (к) + СО₂ (г) при некоторой температуре равна 0,5. Найти равновесные концентрации СО и СО₂, если начальные концентрации этих веществ составляли:

[CO]_исх = 0,05 моль/л; [CO₂]_исх = 0,01 моль/л.

3. Найти константу равновесия реакции N₂O₄ = 2NO₂, если начальная концентрация N₂O₄ составляла 0,08 моль/л, а к моменту наступления равновесия диссоциировало 50% молекул N₂O₄.

4. Напишите выражения для константы равновесия гомогенной системы CH₄ + CO₂ = 2CO + 2H₂. Как следует изменить температуру и давление в данной системе, чтобы повысить выход водорода, учитывая, что прямая реакция является эндотермической?

5. В каком направлении сместится равновесие в данных системах при:

а) понижении давления;

б) повышении температуры;

в) понижении концентрации кислорода:

2NO₂ (г) n 2NO (г) + O₂ (г) rH⁰ < 0

N₂ (г) + O₂ (г) n 2NO (г) rH⁰ = 180 кДж;

С(тв) + O₂ (г)n CO ₂ (г) rH⁰= –489 кДж;

2H₂ (г) + O₂ (г) n 2H₂O (г) rH⁰= –489 кДж;

CH₄ (г) +2O₂ ↔ CO₂ (г) + 2H₂O (пар) rH⁰< 0.

13