 |
Опыт 3. Влияние изменения концентрации на состояние химического равновесия.
|
|
|
|
Классическим примером обратимой реакции является взаимодействие хлорида трехвалентного железа с роданидом калия:
FeCl3 + 3KSCN «Fe(SCN)3 + 3KCl
Образующийся роданид железа окрашивает раствор в красный цвет, интенсивность которого зависит от его концентрации. По изменению окраски раствора можно судить о смещении равновесия в ту или иную сторону. Чем интенсивнее окраска раствора, тем больше в растворе Fe(SCN)3 и тем больше равновесие смещено вправо, в сторону образования продуктов. И, наоборот, чем бледнее окраска раствора, тем меньше образовалось Fe(SCN)3.
Ход работы:
1) В мерный стаканчик или цилиндр налить 20-25 мл дистиллированной воды и добавить одну каплю насыщенного раствора хлорида железа (FeCl3) и одну каплю насыщенного раствора роданида калия (KSCN). Реакция проходит практически мгновенно. Полученный окрашенный раствор разлить в четыре пробирки поровну. Одну из пробирок оставить в качестве контрольной. В трех других будем смещать равновесие путем изменения концентраций веществ реакционной системы;
- В состоянии химического равновесия скорость прямой и скорость обратной реакций …
В одну из трех пробирок внести одну каплю насыщенного раствора хлорида железа. Что наблюдается? Отметить изменение окраски раствора, сравнивая с контрольной пробиркой.
- Запишите кинетическое уравнение для прямой реакции:
- Порядок реакции по реагенту FeCl3 равен
- Сравните скорость прямой и обратной реакций после добавления FeCl3:
- При добавлении FeCl3 равновесие смещается в сторону………………реакции, образуется дополнительное количество…
Во вторую пробирку добавить одну каплю насыщенного раствора роданида калия. Что наблюдается? Заметить, что цвет раствора в этой пробирке более насыщенный, чем в предыдущей. Чем объяснить, что изменение концентрации роданида калия вызывает более эффективное смещение равновесия, чем изменение концентрации хлорида железа?
|
|
|
- Порядок реакции по реагенту KSCN равен
- Сравните скорость прямой и обратной реакций после добавления KSCN:
- При добавлении KSCN равновесие смещается в сторону………………реакции, образуется дополнительное количество…
- KSCN в большей степени смещает равновесие, чем FeCl3 потому, что…
В третью пробирку добавить кристаллический хлорид калия и несколько раз встряхнуть. Отметить изменение окраски раствора в этом случае.
- Запишите кинетическое уравнение для обратной реакции:
- Порядок реакции по реагенту КCl равен
- Сравните скорость прямой и обратной реакций после добавления КCl:
- При добавлении КCl равновесие смещается в сторону………………реакции, образуется дополнительное количество…
- Записать выражение для константы равновесия
- Сделать выводы о влиянии изменения концентраций веществ на состояние химического равновесия на основании выражения константы равновесия и принципа Ле-Шателье.
Решение задач.
Уфимский государственный нефтяной технический университет
Кафедра «Общая и аналитическая химия»
Дисциплина «Общая и неорганическая химия»
ОТЧЕТ
по лабораторной работе №2
На тему: «Приготовление растворов заданной концентрации.
Свойства растворов»
Выполнил
студент группы__________ ______________
(Подпись, дата) Фамилия И.О.
Принял
доцент кафедры ОАХ ______________
(Подпись, дата)
Цель работы:
- приготовить раствор заданной концентрации методом смешивания концентрированного и разбавленного растворов;
- научиться производить расчеты объемов концентрированного и разбавленного растворов, необходимых для приготовления раствора с заданной концентрацией;
|
|
|
- научиться производить перерасчеты концентраций и расчеты физико-химических свойств растворов: Pнас.пара, tкип, tпл, Pосм.
Приборы и реактивы:
- раствор хлорида натрия (NaCl) с концентрацией w1 = ___% и раствор хлорида натрия (NaCl) с концентрацией w2 = ___% (или дистиллированная вода);
- колба коническая;
- мерные цилиндры;
- стеклянная палочка;
- ареометр;
- таблица (плотность – масс. доля, %) для растворов хлорида натрия (NaCl).
Задание: Приготовить 200 мл раствора хлорида натрия (NaCl) с концентрацией w3 = ___% (масс.) из концентрированного раствора хлорида натрия (NaCl) с концентрацией w1 = ___% (масс.) и разбавленного раствора хлорида натрия (NaCl) с концентрацией w2 = ___% (масс.).
Выполнение работы.
1.Расчеты объемов концентрированного и разбавленного растворов, необходимых для приготовления раствора с заданной концентрацией.*
Допустим, что
m1 – масса (г) раствора с концентрациейw1 = ___% (масс.)
m2 - масса (г) раствора с концентрациейw2 = ___% (масс.)
m3 - масса (г) раствора с концентрациейw3 = ___% (масс.)
V1 - объем (мл) раствора с концентрациейw1 = ___% (масс.)
V2 - объем (мл) раствора с концентрациейw2 = ___% (масс.)
V 3 - объем (мл) раствора с концентрациейw3 = ___% (масс.)
m1(NaCl) - масса (г) растворенного хлорида натрия в массе раствора m1;
m2(NaCl) - масса (г) растворенного хлорида натрия в массе раствора m2;
m3(NaCl) - масса (г) растворенного хлорида натрия в массе раствора m3;
Выпишем из таблицы значения плотности растворов:
ρ1 = ____(г/мл)- плотность раствора с концентрациейw1 = ___% (масс.)
ρ2 = ____(г/мл) - плотность раствора с концентрациейw2 = ___% (масс.)
ρ3 = ____(г/мл) - плотность раствора с концентрациейw3 = ___% (масс.)
Для получаемого раствора с концентрациейw3 = ___% (масс.) должны соблюдаться следующие соотношения:
m3 = ρ3V3;
V1 + V2 = V3;
m1 + m2 = m3 ;
m1(NaCl) + m2(NaCl) = m3(NaCl) ;
Выразим массы растворенного хлорида натрия через массы растворов и их концентрации:
m1(NaCl) = m1 w1/100; m2(NaCl) = m2 w2/100; m3(NaCl) = m3 w3/100 = ρ3V3 w3/100
Составим систему из двух уравнений с двумя неизвестными m1 и m2:
m1 + m2 = ρ3V3;
m1 w1 + m2 w2 = ρ3V3 w3 ;
Решаем систему и находим неизвестные m1 и m2.
Рассчитываем по массам растворов их объемы:
V1 = m1 / ρ1; V2 = m2 / ρ2
|
|
|
Проверяем, выполняется ли соотношение:
V1 + V2 = V3 = 200 (мл);
*Расчеты могут быть выполнены другими способами, например, используя «правило креста».
Удобно нижними индексами указать заданные концентрации (вместо нижних индексов 1,2,3).
2.Методика приготовления раствора.
Перед приготовлением раствора необходимо определить цену деления мерного цилиндра и правильно определить деление, до которого необходимо налить раствор. При измерении объема раствора нижний мениск жидкости должен «лежать» на нужном, определенном делении. Причем деление и глаз наблюдателя находятся на одном горизонтальном уровне.
Измерить соответствующим мерным цилиндром объем V1 = ___ мл концентрированного раствора хлорида натрия и аккуратно перелить его в коническую колбу. Измерить соответствующим мерным цилиндром объем V2 = ___ мл разбавленного раствора хлорида натрия и аккуратно перелить его в ту же коническую колбу. Перемешать содержимое конической колбы стеклянной палочкой для получения однородного раствора, после чего перелить раствор в мерный цилиндр на 200мл. Измерить объем полученного раствора (V3 = ___ мл) и его плотность. Для измерения плотности использовать ареометр.
ρ(эксп) = ______(г/мл) - плотность полученного раствора.
3.Полученные результаты и их оценка.
Плотность полученного раствора ρ(эксп) = ____(г/мл) сравнить с табличным значением ρ3 = ____(г/мл). Если они совпадают, то концентрация приготовленного раствора равна заданнойw3 = ___% (масс.).
Если плотность полученного раствора ρ(эксп) = ____(г/мл) отличается от табличного значения ρ3 = ____(г/мл), необходимо рассчитать концентрацию приготовленного раствора w(эксп) = ___% (масс.) графическим методом, используя значения таблицы (плотность – масс. доля, %) для растворов хлорида натрия (NaCl).
Например,
Рассчитать, с какой относительной погрешностью приготовлен раствор:
∆ = (w(эксп) - w3) / w3 =
Объяснить, почему концентрация приготовленного раствора
w(эксп) =___% (масс.) отличается от заданного значения w3 = ___% (масс.), на каких этапах работы и какие ошибки Вы могли допустить.
|
|
|
|
|
|
