Экспериментальная часть.
Опыт 1. Смещение химического равновесия при изменении состава реакционной смеси.
В опыте изучается равновесие в обратимой реакции:
FeCl3 + 3 NH4CNS Fe(CNS)3 + 3 NH4Cl
б/цв б/цв красн б/цв
Образующийся в результате реакции роданид железа Fe(CNS)3, окрашивает раствор в красный цвет, интенсивность которого пропорциональна концентрации роданида железа. Смещение равновесия легко фиксируется по изменению интенсивности окраски раствора.
Приготовьте равновесную смесь. Для этого налейте в пробирку 1/3 ее объема разбавленного (0,002 М) раствора FeCl3 и примерно равное количество разбавленного (0,006 М) раствора NH4CNS. Полученный раствор бледно-красного цвета разделите на 4 пробирки: первую - оставьте как контрольную, во вторую добавьте несколько капель концентрированного раствора FeCl3, в третью - несколько капель концентрированного раствора NH4CNS, в четвертую - несколько кристаллов NH4Cl. Отметьте изменение интенсивности окрашивания раствора в каждой из трех пробирок по сравнению с контрольной. Результаты наблюдений занесите в таблицу.
Добавляемое вещество |
Изменение окраски |
Вывод о смещении равновесия |
Изменение Gхр |
Соотношение V1 и V2 |
FeCl3 |
|
|
|
|
NH4CNS |
|
|
|
|
NH4Cl |
|
|
|
|
1) Запишите выражение константы равновесия Кс ( см. ур-ние 8 ):
Кс =
2) Запишите термодинамическое и кинетическое условия химического равновесия:
3) На основании опыта в каждом случае ( в таблице )
а) сделайте выводы о направлении смещения равновесия
б) укажите знак изменения энергии Гиббса (Gхр) реакции при добавлении реагента
в)укажите соотношение скоростей прямой (V1) и обратной (V2) реакций.
4) Сформулируйте общий вывод о направлении смещения равновесия при изменении состава равновесной смеси реагентов.
5) Как изменяется в каждом случае значение константы равновесия?
ОПЫТ 2. Определение направления реакции при различных температурах.
Исследуется обратимая реакция разложения хлорида аммония:
NH4Cl(к) NH3(г) + HCl(г)
Поместите в пробирку несколько кристаллов хлорида аммония и нагревайте дно пробирки до полного исчезновения кристаллов.
1) Что при этом наблюдается на стенках пробирки вне пламени горелки?
2) Рассчитайте стандартную энергию Гиббса реакции при Т = 298 К и Т = задание получите у преподавателя
( см. пример 1 А., Б., уравнения 6,7 ).
3) Запишите выражение константы равновесия реакции Кр: Кр =
4) Рассчитайте значения константы равновесия при Т = 298 К и Т = ( см. пример 1В, ур. 9 )
5) Сделайте вывод, как влияет температура на величину константы равновесия:
6) Сделайте вывод о направлении смещения равновесия при увеличении температуры:
7) Определите область температур, в которой возможен самопроизвольный процесс разложения хлорида аммония ( см. пример 1Г. ):
8) На основании полученных результатов объясните наблюдаемые в опыте явления.