Опыт 1. Влияние изменения концентрации реагирующих

Веществ на химическое равновесие

 

Для опыта воспользуемся следующей реакцией:

 

FeCl₃ + 3KCNS ^® Fe(CNS)₃ + 3KCl.

Из веществ этой реакции только роданид железа интенсивно окрашен в красный цвет. Поэтому изменение его концентрации сказывается на интенсивности окраски раствора. Это и позволяет наблюдать, в каком направлении смещается равновесие при изменении концентрации реагирующих веществ.

В четыре пробирки внести по 5 – 7 капель 0,0025 н раствора хлорида железа (Ш) и роданида калия. В первую пробирку добавить одну каплю насыщенного раствора хлорида железа (Ш), во вторую – одну каплю насыщенного раствора роданида калия, в третью – несколько кристаллов хлорида калия. Четвертую пробирку оставить для сравнения.

Сопоставляя интенсивность окраски полученных растворов с цветом раствора четвертой пробирки и пользуясь выражением константы химического равновесия

 

объяснить изменение окраски в первой, второй и третьей пробирках. Результаты опытов свести в таблицу 2.

Таблица 2

 

№	Добавлен-ный раствор	Изменение интенсивно- сти окраски (усиление, ослабление	Направление смещения равновесия (вправо, влево)	Изменение концентрации компонентов (увеличение, уменьшение)
FeCl3	KCNS	KCl	Fe(CNS)3
	FeCl3
	KCNS
	KCl

Как можно обратимую реакцию довести практически до конца?

 

Опыт 2. Смещение химического равновесия в зависимости

От рН среды.

Заполнить наполовину две пробирки раствором бихромата калия К₂Сr₂O₇, а две другие – хроматом калия К₂СrO₄. Указать цвет каждой из пробирок с этими растворами. Отличаются ли они?

В одну из пробирок с хроматом калия прилить 1-2 мл 2 н раствора гидроксида калия KOH. Вторая пробирка служит для сравнения. Изменилась ли окраска? О чем это свидетельствует? Написать в ионно-молекулярной и молекулярной форме уравнение реакции перехода бихромата в хромат.

В одну из пробирок с хроматом калия прилить 1-2 мл 2 н раствора серной кислоты H₂SO₄. Как изменяется цвет раствора? На что это указывает? Написать в ионно-молекулярной и молекулярной форме уравнение соответствующей реакции.

Опыт 3. Влияние изменения температуры на химическое

Равновесие.

А. В водном растворе аммиака существуют равновсия:

 

NH₃ + H₂O ^® NH₃ ^. H₂O NH₃ ^. H₂O ^® NH₄⁺ + OH ^–

 

При повышении температуры равновесие этих реакций смещается влево (гидратация сопровождается выделением тепла).

В пробирку налить 3-4 мл воды, добавить 1 каплю 3 % - ного раствора аммиака и одну каплю раствора фенолфталеина. Нагреть пробирку на водяной бане. Наблюдать исчезновение красной окраски. Затем охладить пробирку водой из под крана – окрашивание появляется вновь. Объяснить наблюдаемое явление в соответствии с принципом Ле- Шателье.

Б. При взаимодействии иода с крахмалом образуется сложное вещество синего цвета - иодокрахмал. Равновесие ее можно представить условно схемой:

Иод + крахмал ^® иодокрахмал, D H < 0.

В две пробирки налить по 2-3 мл крахмала и по 1-2 капли 0,1 н раствора иода до появления синей окраски. Одну из пробирок нагреть на водяной бане и наблюдать изменение окраски. Вторая пробирка служит для сравнения. Затем охладить нагретую пробирку водой из под крана – синее окрашивание появляется снова. Объяснить наблюдаемое явление, используя принцип Ле – Шателье.

В. Рассмотрим реакцию образования димера диоксида азота N₂O₄ из диоксида азота NO₂, состояние равновесия которой зависит от температуры:

2NO_{2 (г)} ^® N₂O_{4 (г)}, D Н _{реакции} = - 61,4 кДж.

краснобурый бесцветный

Прибор, в котором изучается равновесие этой реакции, состоит из двух круглых, соединенных между собой небольших стеклянных баллонов, заполненных диоксидом азота.

Один из баллонов опустить в стакан с горячей водой, другой –

в стакан с ледяной водой (холодную и горячую воду приготовить заранее). Наблюдать изменение окраски в том и другом баллоне.

 

Рис. 2. Определение смещения равновесия химической реакции:

1 - сосуд с газовой смесью (NO₂ + N₂O₄); 2 - стакан со льдом; 3 - стакан с кипящей водой

 

Вынуть баллоны из стаканов, а тот баллон, который был в холодной воде, опустить в горячую воду, а баллон из горячей воды – в холодную. Наблюдать вновь изменение окраски в каждом баллоне.

В каком направлении происходит смещение равновесия данной реакции при нагревании и охлаждении? Объяснить смещение равновесия, исходя из принципа Ле – Шателье.