ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Опыт 1. Влияние изменения концентрации реагирующих

Веществ на химическое равновесие

Для опыта воспользуемся следующей реакцией:

FeCl₃ + 3KCNS ^® Fe(CNS)₃ + 3KCl.

Из веществ этой реакции только роданид железа интенсивно окрашен в красный цвет. Поэтому изменение его концентрации сказывается на интенсивности окраски раствора. Это и позволяет наблюдать, в каком направлении смещается равновесие при изменении концентрации реагирующих веществ.

В четыре пробирки внести по 5 – 7 капель 0,0025 н раствора хлорида железа (Ш) и роданида калия. В первую пробирку добавить одну каплю насыщенного раствора хлорида железа (Ш), во вторую – одну каплю насыщенного раствора роданида калия, в третью – несколько кристаллов хлорида калия. Четвертую пробирку оставить для сравнения.

Сопоставляя интенсивность окраски полученных растворов с цветом раствора четвертой пробирки и пользуясь выражением константы химического равновесия

объяснить изменение окраски в первой, второй и третьей пробирках. Результаты опытов свести в таблицу 2.

Таблица 2

Как можно обратимую реакцию довести практически до конца?

Опыт 2. Смещение химического равновесия в зависимости

От рН среды.

Заполнить наполовину две пробирки раствором бихромата калия К₂Сr₂O₇, а две другие – хроматом калия К₂СrO₄. Указать цвет каждой из пробирок с этими растворами. Отличаются ли они?

В одну из пробирок с хроматом калия прилить 1-2 мл 2 н раствора гидроксида калия KOH. Вторая пробирка служит для сравнения. Изменилась ли окраска? О чем это свидетельствует? Написать в ионно-молекулярной и молекулярной форме уравнение реакции перехода бихромата в хромат.

В одну из пробирок с хроматом калия прилить 1-2 мл 2 н раствора серной кислоты H₂SO₄. Как изменяется цвет раствора? На что это указывает? Написать в ионно-молекулярной и молекулярной форме уравнение соответствующей реакции.

Опыт 3. Влияние изменения температуры на химическое

Равновесие.

А. В водном растворе аммиака существуют равновсия:

NH₃ + H₂O ^® NH₃ ^. H₂O NH₃ ^. H₂O ^® NH₄⁺ + OH ^–

При повышении температуры равновесие этих реакций смещается влево (гидратация сопровождается выделением тепла).

В пробирку налить 3-4 мл воды, добавить 1 каплю 3 % - ного раствора аммиака и одну каплю раствора фенолфталеина. Нагреть пробирку на водяной бане. Наблюдать исчезновение красной окраски. Затем охладить пробирку водой из под крана – окрашивание появляется вновь. Объяснить наблюдаемое явление в соответствии с принципом Ле- Шателье.

Б. При взаимодействии иода с крахмалом образуется сложное вещество синего цвета - иодокрахмал. Равновесие ее можно представить условно схемой:

Иод + крахмал ^® иодокрахмал, D H < 0.

В две пробирки налить по 2-3 мл крахмала и по 1-2 капли 0,1 н раствора иода до появления синей окраски. Одну из пробирок нагреть на водяной бане и наблюдать изменение окраски. Вторая пробирка служит для сравнения. Затем охладить нагретую пробирку водой из под крана – синее окрашивание появляется снова. Объяснить наблюдаемое явление, используя принцип Ле – Шателье.

В. Рассмотрим реакцию образования димера диоксида азота N₂O₄ из диоксида азота NO₂, состояние равновесия которой зависит от температуры:

2NO_{2 ( г )} ^® N₂O_{4 ( г )}, D Н _{реакции} = - 61,4 кДж.

краснобурый бесцветный

Прибор, в котором изучается равновесие этой реакции, состоит из двух круглых, соединенных между собой небольших стеклянных баллонов, заполненных диоксидом азота.

Один из баллонов опустить в стакан с горячей водой, другой –

в стакан с ледяной водой (холодную и горячую воду приготовить заранее). Наблюдать изменение окраски в том и другом баллоне.

Рис. 2. Определение смещения равновесия химической реакции:

1 - сосуд с газовой смесью (NO₂ + N₂O₄); 2 - стакан со льдом; 3 - стакан с кипящей водой

Вынуть баллоны из стаканов, а тот баллон, который был в холодной воде, опустить в горячую воду, а баллон из горячей воды – в холодную. Наблюдать вновь изменение окраски в каждом баллоне.

В каком направлении происходит смещение равновесия данной реакции при нагревании и охлаждении? Объяснить смещение равновесия, исходя из принципа Ле – Шателье.