58

Так, при підвищенні температури, рівновага зміщується в бік реакції, що відбувається з поглинанням теплоти. При підвищенні тиску рівновага зміщується в бік тієї реакції, яка супроводжується зменшенням об'єму системи; якщо реакція відбувається без зміни об'єму системи, то зміна тиску не викликає зміщення рівноваги. Наприклад, у реакції синтезу аміаку із чотирьох об'ємів вихідних газів виходить два об'єми, тому збільшення тиску зміщуватиме рівновагу праворуч. Підвищення температури змістить рівновагу ліворуч – у бік ендотермічної реакції розкладу NH3, і вихід аміаку зменшиться.

6.3.Експериментальна частина

6.3.1.Вплив ступеня подрібнення (величини поверхні зіткнення речовин) на швидкість реакції в гетерогенній системі

Обладнання і реактиви: ступка з товкачиком, кристалічний Pb(NO3)2; кристалічний KI, пробірка, скляна паличка, дистильована вода.

У сухій пробірці обережно зміщують декілька сухих кристаликів Pb(NO3)2 – нітрату свинцю і KI – йодиду калію. Чи відбувається зміна забарвлення? Цю ж суміш ретельно розтирають в чистій фарфоровій ступці. Що спостерігається ? Додати до розтертої суміші в ступці декілька крапель води: суміш забарвиться в яскраво-жовтий колір. Написати рівняння реакції.

6.3.2. Розчинення карбонату кальцію в соляній кислоті

Обладнання і реактиви: дрібні шматочки крейди; фільтрувальний папір; скляна паличка; дві конічні пробірки; соляна кислота питомою вагою 1,19 /см3; піпетки на 1 мл або мензурки.

Взяти два по можливості однакових шматочки крейди величиною з горошину. Один з них покласти на шматочок фільтрувального паперу і скляною паличкою подрібнити його в порошок, тоді висипати в конічну про-бірку. Другий шматочок крейди цілим опустити в другу конічну пробірку.

В обидві пробірки одночасно додати однакову кількість (по 1 мл) соляної кислоти густиною 1,19 г/см3. Спостерігати повне розчинення крейди.

Описати всі спостереження. Написати рівняння відповідної реакції. Пояснити, чому швидкість розчинення крейди в цих двох випадках різна.

6.3.3. Залежність швидкості реакції від концентрації

Обладнання і реактиви: пробірки; піпетки на 5 мл – 2 шт.; секундомір або годинник із секундною стрілкою; сірчана кислота (одномолярний розчин), тіосульфат натрію (одно-молярний розчин), дистильована вода.

Для попереднього ознайомлення з характером даної реакції виконати якісний дослід, для чого в пробірку внести 5-6 мл 1н розчину тіосульфату натрію, 3-4 мл 2н розчину сірчаної кислоти. Спостерігати появу опалесценції і подальшого помутніння розчину від випадання вільної сірки. Взаємодія

59

водного розчину тіосульфату з сірчаною кислотою відбувається за рівнянням:

Na2S2O3 + H2SO4 → Na2SO4 + S + SO2 + H2O

Налити в 4 пробірки по 5 мл 1М сірчаної кислоти, відміривши її піпеткою. В інші 4 пробірки (іншою піпеткою) налити: в першу – 5 мл 1М тіосульфату і 15 мл дистильованої води; у другу ~ 10 мл тіосульфату і 10 мл води; в третю – 15 мл тіосульфату і 5 мл води; в четверту – 20 мл тіосульфату натрію. Об'єми заміряти точно. Зливають по черзі молярно приготовлені розчини Na2S2O3 i H2SO4 (перший розчин приливати до другого) і відлічувати час за секундною стрілкою годинника з моменту зливання до початку появи муті в кожній пробірці. Результати, зводять у таку таблицю:

6.3.4. Вплив температури на швидкість реакції

Обладнання і реактиви: пробірка, піпетки на 5 м; секундомір; склянка; сірчана кислота (1-молярний розчин); тіосульфат натрію (1-молярний розчин), дистильована вода.

Утри сухі пробірки наливають по 5 мл 0,5н розчину H2SO4, а в три інші

–по 5 мл 0,5н розчину Na2S2O3. Ставлять всі пробірки у склянку з водою і через 5-7 хв., вимірявши температуру води, зливають разом вміст однієї пари

пробірок з H2SO4 і Na2S2O3 та відлічують час із моменту зливання до початку появи муті. Склянку з рештою пробірок ставлять на азбестову сітку, підігрівають на 10°С і знову витримують розчини при цій температурі 5-7 хв.

Зливши вміст другої пари пробірок з H2SO4 і Na2S2O3 визначають час до початку появи муті. Дослід з останньою парою пробірок проводять при температурі на 20°С вище першої. Результати зводять у таблицю:

Вплив температури на швидкість реакції виражають графічно, відкладаючи на осі абсцис значення температури.

Як змінюється швидкість досліджуваної реакції при підвищенні температури на кожні 10°С ?

6.3.5. Вплив концентрації реагуючих речовин на хімічну рівновагу

Обладнання і реактиви: пробірки; розчин FeCl3 0,002М; розчин NH4CNS,

60

0,006М; розчин FeCl3, 0,25М; , NH4CNS, 0,6М, NH4Cl, 3М.

Беруть чотири по можливості однакові пробірки. Зміщують у колбі або в склянці 10 мл 0,002М розчину FeCl3 і 10 мд 0,006 М розчину NH4CNS; отриманий розчин наливають в 4 пробірки. В першу пробірку додають 1 мл 0,25М розчину FeCl3, у другу – 1 мл 0,6М розчину NH4CNS і в третю – 1мл 3М розчину NH4Cl. Четверту пробірку залишають для порівняння. Спостерігають зміну забарвлення.

Записати свої спостереження. Скласти відповідні рівняння.

6.3.6. Оборотність зміщення хімічної рівноваги

Обладнання і реактиви: хімічна скляночка, 10%-ний розчин К2Сr2О7; концентрований розчин лугу; H2SO4 конц.

У розчинах, що містять шастивалентний хром, має місце рівновага:

2CrO24 + 2H+ ↔ Cr2 O72− + H2 O

хромат-іон біхромат-іон (жовтий) (оранжевий)

Зміна концентрації іонів водню зміщує цю рівновагу. У хімічну скляночку на 100 мл наливають трохи 10-ного розчину К2Сг2О7, до нього по краплях додають концентрований розчин лугу і спостерігають за зміною забарвлення.

Коли розчин стане жовтим, додають по краплях концентровану сірчану кислоту, спостерігають появу оранжевого забарвлення. Після цього знову додати лугу й отримати жовтий колір.

6.3.7. Вплив температури на хімічну рівновагу (груповий дослід)

Обладнання і реактиви: зігнута скляна трубка; склянка; дистильована вода; аміак концентрований; газовий пальник.

При звичайній температурі відбувається оборотна реакція: 2NO2 ↔ N2O4 + 13 ккал

Двоокис азоту NO2 – бурий газ, а N2O4 – безколірний. Тому напрям, в якому зміщується рівновага цієї реакції, легко визначити за зміною забарвлення газу. Для проведення досліду беруть зігнуту скляну трубку, кінці якої роздуті у формі кульок, заповнену діоксидом азоту. Одну з кульок трубки опускають у склянку з гарячою водою, другу – в склянку з холодною водою або снігом. Спостерігають зміну кольору газової суміші в кульках приладу (рис. 6.1). В який бік змістилась рівновага у кожній з кульок ? Пояснити дане явище у відповідності з принципом Ле-Шательє.