Лаба3

Санкт-Петербургский Политехнический университет Петра Великого

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №3

«Химическое равновесие»

Студентка группы 3331505/10001 Гричачина А.А.

Преподаватель Крылов Н.И.

Санкт-Петербург

28.10.2021 г.

Влияние концентрации на химическое равновесие

Опыт 1

Взаимодействие хлорида железа(III) и тиоцианата калия

Ход работы

Изучим химическое равновесие реакции между растворами хлорида железа(III) и тиоцианата калия(KCNS). Для этого в четыре пробирки внесем по 5–6 капель очень разбавленных (C_эк=0,0025 моль/л) растворов хлорида железа(III) и тиоцианата калия. Растворы перемешаем стеклянной палочкой и поставим на штатив. Одну пробирку с полученным раствором сохраним в качестве эталона. В каждой из остальных пробирок увеличим равновесную концентрацию одного из веществ путем добавления: в первую – одной капли насыщенного раствора хлорида железа(III), во вторую – одной капли насыщенного раствора тиоцианата калия, в третью – нескольких кристалликов хлорида калия. Сравним интенсивность окраски полученных растворов с интенсивностью окраски эталона.

Реакция:

Ионное уравнение:

Краткое ионное:

Константа равновесия:

Изменения, происходящие в равновесной системе	Добавление FeCl3	Добавление KCNS	Добавление KCl
Интенсивность окраски раствора	Раствор темнее эталона (красный цвет)	Раствор темнее эталона и пробирки с добавлением FeCl3 (кроваво-красный цвет)	Раствор светлее эталона (жёлтый цвет)
Смещение химического равновесия	В сторону прямой реакции (вправо)	В сторону прямой реакции (вправо)	В сторону обратной реакции (влево)

1. При повышении концентрации хлорида железа (III) (С_конц(FeCl₃)↑) раствор темнеет. Равновесие смещается в сторону прямой реакции (вправо).

2. При повышении концентрации тиоцината калия (С_конц(KCNS)↑) раствор темнеет. Равновесие смещается в сторону прямой реакции (вправо).

3. При повышении концентрации хлорида калия (С_твёрд(KCl) ↑) раствор светлеет. Равновесие смещается в сторону обратной реакции (влево).

Опыт 2

Взаимодействие хлорида магния с гидроксидом аммония

Изучим химическое равновесие реакции между растворами хлорида магния и гидроксида аммония с образованием малорастворимого гидроксида магния. В пробирку внесем 3-4 капли раствора хлорида магния и постепенно (по каплям) добавим раствор гидроксида аммония до образования большого количества осадка гидроксида магния. К полученному осадку добавим по каплям концентрированный раствор хлорида аммония до уменьшения количества осадка. Затем в ту же пробирку прибавим концентрированный раствор гидроксида аммония до увеличения количества осадка.

Реакция:

Константа равновесия:

Вывод по результатам реакций:

1. При увеличении концентрации хлорида аммония (С_конц(NH₄Cl)↑) осадок растворяется. Равновесие смещается в сторону обратной реакции (влево).

2. При увеличении концентрации гидроксида аммония (С_конц(NH₄OH)↑) осадок появляется. Равновесие смещается в сторону прямой реакции (вправо).

Влияние температуры на химическое равновесие

Опыт 3

Димеризация диоксида азота

Изучим химическое равновесие между диоксидом азота и тетраоксидом диазота (N₂O₄). Предварительно получим диоксид азота. Для этого в две пробирки нальем по 1 мл концентрированной азотной кислоты и опустим в каждую из них по кусочку меди. Затем закроем обе пробирки пробками с газоотводными трубками, соединенными между собой резиновым шлангом. Наблюдаем бурное выделение газа. После полного растворения меди в системе устанавливается равновесие между диоксидом азота (бурый газ) и тетраоксидом диазота (бесцветный газ), Смесь этих газов окрасилась в желтый.

Реакция получения:

Реакция:

ΔH<0

Две пробирки заполненные газовой смесью (NO₂, N₂O₄) опустим в стаканы с холодной и горячей водой. Через некоторое время мы наблюдаем в стакане с горячей водой усиление интенсивности бурой окраски, а в стакане с холодной водой – ослабление.

Константа равновесия:

Вывод: При погружении пробирки в горячую воду равновесие сместилось в сторону обратной реакции (влево), цвет газа поменялся на бурый. При погружении пробирки в холодную воду равновесие сместилось в сторону прямой реакции (вправо), газ стал бесцветным.

При повышении температуры равновесие смещается в сторону обратной реакции, т.к. при повышении температуры равновесие всегда смещается в сторону эндотермической реакции. Следовательно прямая реакция т.е. реакция димеризации – экзотермическая.

Тепловой эффект Q>0 (ΔH<0).

Общий вывод: В данной работе было изучено влияние концентрации и температуры на химическое равновесие гомогенных и гетерогенных реакций. Смещение химического равновесия обратимых реакций регламентируется принципом Ле Шателье: внешнее воздействие на равновесную систему, выраженное через изменение одного из ее параметров (концентрация, давление, температура), приводит к смещению равновесия в сторону процесса, вызывающего противодействие этому изменению.