Лабораторна робота № 5. Хімічна рівновага

Мета роботи — вивчення впливу концентрації реагуючих речовин на стан хімічної рівноваги.

Загальні вказівки Слід мати на увазі, що хімічна рівновага можлива лише для оборотних реакцій. Стан системи, за якого швидкості прямої та зворотної реакцій стають однаковими, називається хімічною рівновагою. Концентрації реагуючих речовин не змінюються і їх називають рівноважними концентраціями. Вони позначаються формулами речовин у квадратних дужках.

Величина, яка дорівнює відношенню добутку рівноважних концентрацій продуктів реакції до добутку рівноважних концентрацій вихідних речовин у степенях, що дорівнюють стехіометричним коефіцієнтам, називається константою рівноваги. Наприклад, для оборотної реакції:

константа рівноваги має вигляд:

Необхідно звернути увагу на те, що константа рівноваги не залежить від концентрації речовин у системі, а залежить лише від природи реагентів і температури.

Хімічна рівновага залишається незмінною доти, доки залишаються постійними параметри, за яких вона встановилася. При зміні умов рівновага зміщується. Через деякий час у системі знову настає рівновага, яка характеризується новими рівноважними концентраціями всіх речовин і новою рівністю швидкостей прямої і зворотної реакцій.

У загальному випадку напрям зміщення рівноваги визначається за принципом Ле Шательє: якщо на систему, що знаходиться в рівновазі, впливати зовні, то рівновага зміщується у напрямку тієї реакції, яка протидіє зовнішньому впливу.

Порядок виконання роботи У даній роботі розглядається оборотна реакція взаємодії хлориду заліза (Ш) з роданідом калію. Роданід заліза надає розчину червоного кольору. За зміною інтенсивності кольору можна судити про зміну його концентрації, тобто про зміщення рівноваги в той чи інший бік.

Для цього необхідно змішати в склянці 10 мл розведеного розчину хлориду заліза і 10 мл розчину роданіду калію. Розлити приготовлений розчин порівну в чотири пробірки, одну з яких залишити як контрольну. В першу пробірку додати 1 мл концентрованого розчину хлориду заліза, в другу — невелику кількість кристалічного роданіду калію, в третю — кристалічний хлорид калію. Розчини в усіх пробірках розмішати. Відзначити зміну інтенсивності забарвлення розчину, порівнюючи його з розчином у контрольній пробірці.

Оформлення результатів роботи Записати рівняння реакції між і. Зробити висновок щодо напрямку зміщення рівноваги при додаванні: хлориду заліза, роданіду калію, хлориду калію.

Пояснити зміни кольору, керуючись принципом Ле Шательє, записати вирази закону дії мас для прямої і зворотної реакції, а також константи рівноваги для даної системи.

Питання для самоперевірки.

• 1. Який стан називається станом хімічної рівноваги? Для яких реакцій він характерний?
• 2. Що таке константа рівноваги?
• 3. Від яких факторів залежить константа рівноваги?
• 4. Які фактори впливають на стан хімічної рівноваги?
• 5. Який принцип визначає напрям зміщення рівноваги? Сформулювати цей принцип.