Лабораторна робота №4

Тема:	Хімічна рівновага.
Мета:	Визначити дослідним шляхом залежність хімічної рівноваги від різних чинників. Експериментально перевірити принцип Ле-Шательє.
Реактиви:
	Розчини:	Ферум (ІІІ) хлорид;
		Амоній роданід;
	Тверді речовини:	Амоній хлорид.
Обладнання:	хімічний штатив з пробірками, піпетка, прилад з газами.

1.1 Методичні вказівки до вивчення теоретичного матеріалу

Для закріплення знань про швидкість хімічної реакції та фактори, що впливають на неї, необхідно розглянути причини, які зумовлюють перебіг реакції в прямому і зворотньому напрямках (оборотність хімічної реакції), а також умови, при яких настає хімічна рівновага. Термодинамічною умовою хімічної рівноваги є рівняння ∆G_P,T=0, тобто коли швидкості прямої та зворотньої реакції однакові.

Залежність між концентраціями речовин, які знаходяться в стані рівноваги, наприклад, для реакції в загальному вигляді

а A+bB cC+dD

вихідні речовини продукти реакції

визначається за законом дії мас за формулою:

К_хр=

[A]^a_Р•[B]^b_Р

[С]^c_Р•[D]^d_Р

тобто хімічна рівновага настає тоді, коли відношення добутку концентрацій продуктів реакцій до добутку концентрацій вихідних речовин дорівнює деякій сталій величині К_хр – константі хімічної рівноваги. Чим більше її значення, тим більший вихід продуктів реакції. Концентрації, які входять у вираз константи рівноваги, називають рівноважними і позначають [ ]_Р.

Зверніть увагу, що у вираз константи рівноваги гетерогенної реакції, як і у вираз закону дії мас, входять лише концентрації рідких і газоподібних речовин. Чому?

Важливо також засвоїти, що хімічна рівновага є динамічною і може бути порушена зміною умов перебігу реакції. Перехід системи із одного стану рівноваги в інший називається зміщенням хімічної рівноваги.

Необхідно знати і вміти застосовувати закон дії мас та принцип Ле-Шательє.

2. Проведення дослідів

Дослід 1. Зміщення хімічної рівноваги при зміні концентрації і температури реагуючих речовин.

а) Налити в пробірку 3-5 мл FeCl₃ і стільки ж розчину NH₄SCN. Одержаний розчин перемішати і розділити на 4 пробірки. Першу залишити для порівняння, до другої додати 1 краплю концентрованого розчину FeCl₃, в третю - кристалічний NH₄SCN , в четверту - кристалічний NH₄Cl . По зміні забарвлення розчину, обумовленого різною концентрацією ферум роданіда, зробити висновок про напрямок зміщення стану хімічної рівноваги. Сформулювати принцип Ле-Шательє. Записати рівняння реакції:

FeCl₃ + 3 NH₄SCN Fe (SCN)₃ + 3 NH₄ Cl

Вивести константу рівноваги для цього процесу.

б) В інтервалі температур від -11,2 до +140 градусів Цельсію молекули NO₂ і N₂O₄ знаходяться в рівновазі між собою по рівнянню реакції :

2 NO₂ N₂O₄ + 58 кДж/моль

Для з’ясування впливу температури на перебіг цього процесу прилад із двома сполученими кульками заповнений сумішшю газів, розміщують таким чином, щоб одна кулька знаходилась у склянці з гарячою водою, друга - в склянці з холодною водою. Газ NO₂ - бурого кольору, N₂O₄ - безбарвний. По зміні забарвлення газів у кульках зробити висновок про зміну концентрації NO₂ таким чином, про зміщення положення рівноваги при зміненій температурі. Вивести константу рівноваги процесу димеризаціі двооксиду азоту.

Контрольні питання:

1. Який стан системи називають хімічною рівновагою?

2. Які чинники впливають на зміщення стану хімічної рівноваги?

3. Сформулюйте принцип Ле-Шательє.

4. Вивести константу хімічної рівноваги.