WPŁYW STĘŻENIA NA STAN RÓWNOWAGI REAKCJI CHEMICZNEJ

ĆW.17.

Cel ćwiczenia

Równowaga chemiczna jest to taki stan reakcji odwracalnej: aA + bB cC + dD (w stałej temperaturze), w której reakcja prosta i odwrotna przebiegają z tą samą szybkością. Stężenia produktów i substratów nie zmieniają się, a stosunek stężeń produktów do substratów ma stałą wartość K (tzw. stała równowagi):

(prawo działania mas, Guldberg i Waage)

Równowaga chemiczna jest stanem dynamicznym. Ponieważ obecne w układzie substancje ciągle tworzą się i reagują z tą samą szybkością, stężenia substratów i produktów są stałe w stanie równowagi. Pojawia się jednak pytanie, jak taki układ zareaguje, jeśli zmieni się stężenie jednego z substratów. Szybkości reakcji prostej i odwrotnej zmienią się. Kiedy równowaga się znowu ustali, nowe stężenia będą różniły się od poprzednich. Ponieważ wartość stałej równowagi K musi pozostać niezmieniona, nowe wartości stężeń muszą być zgodne z prawem działania mas.

Celem ćwiczenia jest ustalenie czy zmiana stężenia substratów w reakcji będącej w równowadze wpływa na wydajność tworzenia się rodanku żelaza(III).

Odczynniki:

► 0,003 M chlorek żelaza(III), FeCl₃

► 0,009 M rodanek potasu, KSCN

► nasycony roztwór chlorku żelaza(III), FeCl₃

► nasycony roztwór rodanku potasu, KSCN

► krystaliczny chlorek potasu, KCl

Sprzęt laboratoryjny:

► 4 probówki

► 2 pipety miarowe o pojemności 5 cm³

Wykonanie ćwiczenia:

• Wprowadź 2 cm³ 0,003 M roztworu chlorku żelaza(III), FeCl₃ i 2 cm³ 0,009M roztworu rodanku potasu, KSCN do każdej z czterech probówek. Odczekaj kilka minut, aż w roztworach ustali się stan równowagi chemicznej.

• Pierwszą probówkę pozostaw jako wzorcową.

• Do drugiej probówki dodaj kilka kropli nasyconego roztworu chlorku żelaza(III).

• Do trzeciej probówki dodaj kilka kropli nasyconego roztworu rodanku potasu.

• Do czwartej probówki dodaj kilka kryształków krystalicznego chlorku potasu.

• Następnie zaobserwuj różnice intensywności zabarwienia roztworów w probówkach 2, 3 i 4 w porównaniu z roztworem w probówce 1 (wzorcowej).

Dyskusja:

1. Napisz równanie reakcji zachodzącej pomiędzy chlorkiem żelaza(III) a rodankiem potasu.

2. Która substancja powoduje intensywne czerwone zabarwienie roztworów w probówkach?

3. Napisz wyrażenie na stałą równowagi tej reakcji.

4. Co zmieniło się po dodaniu substratu FeCl₃ do układu będącego w równowadze? (odpowiedz biorąc pod uwagę intensywność czerwonej barwy roztworu).

5. Jakie zmiany zaszły po dodaniu substratu KSCN do reakcji będącej w równowadze?

6. Co dzieje się, jeśli produkt reakcji KCl jest dodawany do reakcji będącej w równowadze? (weź pod uwagę zmianę intensywności zabarwienia).

7. Jak zmienia się wydajność dowolnej reakcji chemicznej, jeśli do układu w stanie równowagi dodawane są substraty reakcji?

---