3.Экспериментальная часть Изучение равновесия гомогенной реакции в растворе.

Цель: определить константы равновесия при двух значениях температур и вычислить тепловой эффект реакции:

2 + 2 KJ = 2 + + 2 KCl.

Приборы, посуда, реактивы:

- термостат водяной; секундомер;

- 2 мерные колбы емкостью 100 мл;

- конические колбы емкостью 50-100 мл;

- мерный цилиндр, пипетки емкостью 10 мл;

- бюретки для титрования емкостью 25 мл;

- 0,03 М раствор ;

- 0,03 М раствор KJ;

- 0,015 М раствор ;

- раствор крахмала;

- лед (снег) для охлаждения растворов;

Порядок выполнения работы:

1. Приготовить для титрования проб реакционной смеси 6-8 конических колб емкостью 50-100 мл. В каждую колбу налить 35-50 мл дистиллированной воды и поставить их для охлаждения на лед (снег).

2. В мерную колбу емкостью 100 мл налить точно замеренное количество (50+5мл) 0,03 М раствора и долить до 100 мл 0,03 М раствор KJ. Момент сливания отмечают по часам (секундомеру).

3. Через 10 мин от момента смешивания из реакционной смеси отобрать 15 мл раствора и слить в охлажденную колбу для титрования.

4. Сразу после сливания выделившийся йод титровать 0,015 М раствором с известным титром. Раствор тиосульфата прибавляют до появления бледно-желтой окраски раствора. Затем добавляют несколько капель раствора крахмала и дотитровывают раствор до исчезновения синего окрашивания. Светло-синяя окраска раствора, появляющаяся через некоторое время после титрования, не учитывается.

5. Вторую и последующие пробы отбирают с интервалом в 10 минут и титруют тиосульфатом в соответствии с п.п. 3,4.

6. Отбор проб прекращается при получении одинакового объема тиосульфата, пошедшего на титрование йода в двух последовательно взятых пробах, что указывает на достижение равновесия в реакции. При другой температуре, заданной в термостате в интервале (25-50 ). Перед сливанием исходных растворов в п.2 0,3 М раствор необходимо протермостатировать в течении 3-5 минут, затем приливать 0,3 М раствор KJ. Пробы на титрование отбирают не вынимая колбу с реактивной смесью из термостата. В той же последовательности (п.п.1-6) проводят опыт.

Экспериментальные данные заносят в таблицу.

=298 К			= К
№ пробы	Время отбора пробы, мин	Объем , пошедшего на титрование, мл	Время отбора пробы, мин	Объем , пошедшего на титрование, мл
1. 2. 3.	10 20 30

Обработка результатов

1. Концентрация йода в состоянии равновесия будет равна ,

где - молярная концентрация раствора тиосульфата; - количество раствора тиосульфата, израсходованное на титрование йода в момент равновесия (мл);

- количество взятой пробы (мл).

2. Концентрация ионов будет равна удвоенной концентрации йода, так как по уравнению реакции образуется одна молекула йода и две иона , следовательно

.

3. Концентрация при равновесии равна разности начальной концентрации ионов и равновесной концентрации , так как в соответствии с уравнением реакции прирост концентрации равен убыли концентрации , т.е.

и ,

где – начальная молярность раствора ;

a и b – количество растворов и KJ соответственно взятых для проведения реакции.

4. Концентрация иона вычисляется аналогично расчету концентрации раствора

= - 2 ; = ,

где - начальная молярность раствора KJ.

5. Константу равновесия определяют при двух температурах по формуле:

= .

6. Тепловой эффект реакции ( ) вычисляют используя интегральную форму уравнения Вант-Гоффа lg = , где и - константы равновесия реакции, определенные соответственно при температурах опыта и (температуры в ).

7. Расчет погрешности прямых и косвенных измерений.