5. Влияние концентрации веществ на химическое равновесие

На примере реакции, протекающей по уравнению

FeCl₃ + 3KCNS ↔ Fe(CNS)₃+ 3KCl,

рассмотрите влияние в системе изменения концентраций реагирующих веществ на смещение химического равновесия. Соль Fe(CNS)₃ придает раствору красную окраску. По изменению интенсивности окраски можно судить о смещении равновесия в ту или иную сторону.

В пробирку, на 3/4 заполненную дистиллированной водой, внесите по 2 капли FeCl₃ и KCNS и перемешайте. Содержимое разлейте поровну в 4 пробирки. В первую пробирку добавьте несколько капель раствора хлорида железа, во вторую – роданида калия, в третью – хлорида калия, четвертую оставьте для сравнения.

Результаты наблюдения и выводы внесите в табл. 12.

Таблица 12

Влияние концентрации веществ на химическое равновесие

Добавляемое вещество	Изменение интенсивности окраски (ослабление, усиление)	Направление смещения равновесия (вправо, влево)
FeCl3 KCNS KCl

Сделайте выводы:

1. Какой является данная реакция, обратимой или необратимой?

2. Как влияет изменение концентрации веществ на смещение химического равновесия?

5. Влияние давления на химическое равновесие

(теоретически)

Рассмотрим на примере реакции:

2SO₂ + O₂ ↔ 2 SO₃

влияние изменения давления над системой на выход продукта реакции.

Увеличение давления будет способствовать увеличению скорости прямой реакции и, следовательно, увеличению выхода продуктов реакции.

Подтвердите это расчетами по увеличению скорости прямой и обратной реакций, воспользовавшись кинетическими уравнениями прямого и обратного процесса.

4.4. Выполните упражнения

4.4.1. Напишите кинетическое уравнение процесса:

2С₂Н_6(г) + 7О_2(г)  4СО_2(г) + 6Н₂О_(г).

Рассчитайте, как изменится скорость реакции: а) при увеличении концентрации кислорода в 2 раза; б) при увеличении давления в 2 раза; в) при уменьшении температуры от 100 до 80 ⁰С, если температурный коэффициент скорости реакции равен 3.

4.4.2. Равновесие реакции

2NO_(г) + О_2(г) ↔ 2NО_2(г)

установилось при следующих концентрациях: [NО] = 0,48 моль/л, [О₂]=0,24 моль/л, [NО₂]=0,12 моль/л.

1. Определите исходные концентрации NО и О₂ и константу химического равновесия.

2. Укажите, как надо изменить внешние условия (температуру, концентрацию, давление), чтобы равновесие реакции сместить в сторону образования NО₂.

4.4.3. При увеличении давления в системе:

СО_(г) + Сl_2(г)↔СО Сl_2(г)

в 4 раза скорость реакции возрастает в _______ раз(а). Выберите вариант ответа и подтвердите его расчетами. a) 16, б) 8, в) 4, г) 2.

4.5. Выводы

4.5.1. Отметьте основные факторы, влияющие на скорость химических реакций.

4.5.2. Объясните практическое значение возможности смещения равновесия при изменении внешних условий.

Работа 5. Общие свойства РАСТВОРОВ

5.1. Цель работы

5.1.1. Научиться производить расчеты, связанные с разными способами выражения концентрации растворов.

5.1.2. Познакомиться с расчетным методом определения температуры замерзания и кипения растворов.

5.2. Подготовка к работе

5.2.1. Теоретические сведения

Одной из важнейших характеристик растворов является концентрация (содержание растворенного вещества в растворе), которая может быть выражена различными способами. Рассмотрим некоторые из них.

Массовая доля (w) показывает массу растворенного вещества, содержащегося в 100 г раствора и выражается в долях единицы и процентах.

100%, (5.1)

где m_А – масса растворенного вещества, г; m – масса раствора, г.

Так как масса раствора равна произведению объёма раствора V на его плотность , то

100% .

Молярная концентрация (молярность – С_М) раствора определяется количеством растворенного вещества, содержащегося в 1 л раствора:

, моль/л , (5.2)

где m_А – масса растворенного вещества, г; М – молярная масса растворенного вещества, г/моль; V – объём раствора, л.

Моляльность раствора (С_m) показывает количество растворенного вещества, находящегося в 1000 г растворителя:

1000, моль/1000 г , (5.3)

где m_А – масса растворенного вещества, г; М – его молярная масса, г/моль;

m_В – масса растворителя, г.

Важной характеристикой жидкости является давление пара над её поверхностью, величина которого зависит от температуры, природы жидкости, а для растворов – и от концентрации растворенного вещества. Давление пара индивидуальных жидкостей может быть определено по таблицам или номограммам. Для растворов нелетучих веществ в летучем растворителе давление пара растворителя над раствором определяется по закону Рауля:

Р_в = N_B·P₀, (5.4)

где Р₀ – давление пара над чистым растворителем; Р_В - парциальное давление насыщенного пара растворителя В над раствором; N_B – мольная доля растворителя в растворе.