Самостійна робота на занятті

1. Виконання тестових завдань (перевірка домашньої самопідготовки).

2. Аналіз та обговорення основних питань теми, корекція вихідного рівня знань.

3. Аналіз та обговорення типових помилок при розв’язуванні розрахункових задач.

4. Виконання тестових завдань (перевірка домашньої самопідготовки).

5. Виконання лабораторної роботи.

6. Обговорення та математична обробка експериментальних результатів.

7. Обговорення висновків та оформлення протоколу (залік лабораторної роботи).

Лабораторна робота Дослідження рівноваги оборотної хімічної реакції Інформаційна частина

Хімічні реакції поділяють на гомогенні та гетерогенні. Хімічна реакція, що протікає у межах однієї фази – гомогенна. Хімічна реакція, що протікає на межі поділу фаз – гетерогенна. Будь-яка оборотна хімічна реакція (гомогенна чи гетерогенна) може протікати самочинно до тих пір, поки в системі не буде досягнуто хімічної рівноваги між речовинами, що реагують. Умови хімічної рівноваги можуть бути визначені як з точки зору термодинаміки, так і з точки зору молекулярної кінетики.

Термодинамічна хімічна рівновага визначається співвідношенням концентрацій вихідних речовин та продуктів реакції при якому ентропія системи максимальна, а вільна енергія Гіббса – мінімальна.

Молекулярно-кінетична хімічна рівновага визначається, як такий стан, при якому швидкості прямої та зворотної реакцій рівні і склад системи при певних зовнішніх умовах не змінюється. Так, для оборотної хімічної реакції:

k₁

аА (р) + вВ (р) f F (р) + d D (р)

k₂

швидкості прямої (₁) та зворотної (₂) реакцій рівні:

₁ = k₁C_A^a C_B^b ₂ = k₂C_F ^f C_D^d,

де k₁ , k₂ – константи швидкості прямої та зворотної реакцій відповідно; C_A, C_B, C_F, C_D – біжучі концентрації речовин А, В, F та D.

В умовах рівноваги (₁ = ₂):

k₁ [C_A]^a [C_B]^b = k₂ [C_F] ^f [C_D]^d

,

де [C_A], [C_B], [C_F], [C_D] – рівноважні концентрації речовин А, В, F та D; К_с – константа рівноваги, виражена через рівноважні концентрації учасників реакції.

Залежність константи рівноваги від температури описується рівнянням Вант-Гоффа:

,

де Н – зміна ентальпії системи; R – універсальна газова стала; Т – температура. Використовуючи наведене рівняння в інтегральній формі: за експериментальною залежністю константи рівноваги від температури можна визначити тепловий ефект оборотної реакції. З цією метою можна використати графічний метод визначенняН, який полягає у побудові лінійної залежності lnK_c – 1/T (не менше трьох точок) і визначенні її кутового коефіцієнта (tg):

.

Експериментальна частина

Обладнання та реактиви: розчин FeCl₃ 0,03 М; розчин KI 0,03 M; розчин Na₂S₂O₃ 0,02 Н; установка для титрування; конічні колби на 100 мл – 9 шт; конічні колби на 200 мл – 6 шт; піпетки на 20 мл – 2 шт; термостат; розчин крохмалю; ванна з льодом.