Экспериментальная часть

Опыт 1. Влияние температуры на химическое равновесие

1.1 Гидролиз ацетата натрия

Уксусная кислота – слабый электролит. Ацетат натрия – соль образованная сильным основанием и слабой кислотой. При растворении этой соли в воде создается щелочная среда. Особенностью кристаллогидрата ацетата натрия является то, что он при нагревании легко плавится и ацетат натрия растворяется в своей кристаллизационной воде.

Смешайте ацетат натрия с сухим индикатором фенолфталеином. Полученную смесь нагрейте. Появляется малиновая окраска. Соль частично расплавилась, в расплаве появились гидроксид- ионы.

CH₃COONa + HOН = CH₃СООН + NaОН

CH₃COO^- + HOН = CH₃СООН + ОН^-

При охлаждении соль кристаллизуется, равновесие смещается в сторону образования ацетата натрия, гидроксид-ионы исчезают, и окраска пропадает.

Объяснить наблюдаемое изменение окраски с применением принципа Ле-Шателье. Является ли реакция в колбе экзо- или эндотермической?

1.2 Взаимодействие иода и крахмала

При действии йода на крахмал образуется непрочное вещество сложного состава, окрашенное в синий цвет. Эта реакция является экзотермической. Равновесие реакции можно условно изобразить следующим уравнением:

Налейте в две пробирки по 5 капель раствора крахмала и добавьте по 2 - 3 капли йодной воды. Наблюдайте появление синей окраски. Нагрейте одну из пробирок. Почему при нагревании окраска становится менее интенсивной или совсем исчезает?

Опыт 2. Влияние концентрации реагирующих веществ на смещение химического равновесия

В данном опыте изучают обратимую реакцию взаимодействия трихлорида железа с роданистым аммонием или роданистым калием. Трихлорид железа придает раствору красную окраску. По изменению интенсивности окраски можно судить об изменении концентрации Fe(SCN)₃, т. е. о смеше­нии равновесия в ту или иную сторону.

Налейте в пробирку 10мл 0,1М раствора FeCl₃ и добавьте 10 мл 0,1М раствора KSCN или NH₄SCN. Разлейте раствор из пробирки в 4 пробирки, одну из которых оставьте в качестве контрольной. В первую пробирку введите несколько капель концентрированного раствора хлорида железа, во вторую - несколько капель концентрированного раствора роданида ка­лия или аммония, а в третью насыпьте немного твердого хлорида калия или аммония и встряхните пробирку несколько раз, чтобы ускорить раст­ворение соли. Сравните окраску раствора в трех пробирках с окраской в контрольной пробирке и объясните происшедшее изменение, исходя из принципа Ле - Шателье. Напишите выражение для константы исследованного химического равновесия:

FeCl₃ + 3KSCN = Fe(SCN)₃ + 3KCl

Можно ли утверждать, что изменение концентрации реагирующих веществ повлекло за собой изменение величины константы равновесия?

Опыт 3. Влияние различных факторов на величину константы равновесия.

В данном опыте изучаются условия равновесия реакции

CH₃COOH = H⁺ + CH₃COO^-

а) Из имеющегося набора реагентов (NaCH₃COO, HCl, CH₃COONH₄, NaOH) выбрать те, которые смещают равновесие указанной реакции в прямом (обратном) направлении. Обосновать предложенный выбор.

б) Выбрать подходящий индикатор (фенолфталеин, метилоранж, лакмус), чтобы показать смещение равновесия.

в) Взять 1М и 2М растворы уксусной кислоты. Измерить величину рН этих растворов рН-метром.

г) Записать выражение константы диссоциации уксусной кислоты.

д) Записать уравнение закона Оствальда (для слабых электролитов).

е) Получить зависимость рН раствора от величины константы диссоциации. При помощи полученного уравнения рассчитать величину константы диссоциации 1М и 2М растворов уксусной кислоты. Сравнить величины полученных констант между собой и с теоретическими значениями, взятыми из справочника. Сделать вывод о влиянии концентрации катионов водорода на величину константы диссоциации.

Опыт 4. Необратимые и обратимые реакции

Провести указанные реакции с растворами. Доказать обратимость или необратимость предложенных реакций.

NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O + CO₂↑

ВаСl₂ + Н₂SО₄ = ВаSО₄↓ + 2НСl

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + CO₂↑ + H₂O

CaCO₃=CaO+CO₂↑