Дослід 4. Вплив концентрації реагентів на хімічну рівновагу

Мета: дослідити вплив концентрації компонентів системи на хімічну рівновагу.

Обладнання та реактиви: штатив із пробірками, розчин з молярною концентрацією ферум (ІІІ) хлориду 0,1 моль/л, розчин з молярною концентрацією амоній роданіду 0,1 моль/л, насичений розчин ферум (ІІІ) хлориду, насичений розчин амоній роданіду.

Хід роботи. Досліджуємо реакцію: FeCl₃ + 3NH₄SCN ⇄ Fe(SCN)₃+3NH₄Cl.

Fe(SCN)₃ забарвлено в криваво-червоний колір, інші речовини – безбарвні чи слабко забарвлені, тому зміна концентрації Fe(SCN)₃ позначиться на зміні забарвлення розчину. Це дозволяє спостерігати за зсувом рівноваги. До 20 мл дистильованої води додайте 1,5 мл розчину FeCl₃ і 0,5 мл розчину NH₄SCN. Отриманий розчин налийте у 4 пробірки і додайте в першу – насичений розчин FeCl₃, у другу – насичений розчин NH₄SCN, у третю – кристалічний NH₄Cl. Четверта пробірка – контроль. Результати досліду занесіть в таблицю. Порівнюючи інтенсивність забарвлення з кольором розчину в контрольній пробірці, і, використовуючи правило Ле-Шательє, поясніть зміну забарвлення розчинів.

Таблиця 2.4

Висновок____________________________________________________________________________________________________________________________________­

Завдання для самоконтролю до теми

"Швидкість хімічних реакцій. Хімічна рівновага"

1. Що вивчає хімічна кінетика?

2. Які фактори впливають на швидкість реакції?

3. Наведіть математичний вираз закону діючих мас. Який фізичний зміст константи швидкості реакції?

4. Наведіть математичний вираз залежності швидкості реакції від температури.

5. Що показує температурний коефіцієнт швидкості реакції? Які він може мати значення?

6. У чому відмінність каталізаторів від інших речовин, які впливають на швидкість реакції? Наведіть приклади каталізаторів.

7. У чому відмінність гомогенного та гетерогенного каталізу? Наведіть приклади.

8. Поясніть вплив каталізаторів на енергію активації.

9. Як змінюється рівноважний вихід продуктів реакції від температури, тиску та концентрації компонентів системи? Наведіть приклади.

10. Що є критерієм напрямку перебігу самодовільних хімічних реакцій?

11. Дайте визначення та наведіть приклади гомогенних та гетерогенних реакцій і вирази для розрахунку їх швидкості.

12. Згідно закону діючих мас наведіть вирази для розрахунку швидкості прямої та зворотної реакцій для наступних процесів:

а) Н₂(г)+ І₂(г)⇄ 2НІ (г); б) N₂(г)+ 3Н₂(г) ⇄2NH₃(г);

в) 2NО(г) + O₂(г) ⇄ 2NO₂(г); г) 2NH₃(г) + 5O₂(г) ⇄4NО(г) + 6Н₂О(г).

13. Температурний коефіцієнт швидкості деякої реакції дорівнює 3. У скільки разів збільшиться швидкість цієї реакції, якщо підвищити температуру на 20⁰С?

14. Як зміниться швидкість реакції 2NО(г) + O₂(г) = 2NO₂(г), якщо: а) збільшити тиск у системі в 3 рази; б) зменшити об’єм системи в 3 рази; в) збільшити концентрацію NО в 3 рази?

15. В який бік зміщується рівновага наступних реакцій при: а) підвищенні тиску, б) зменшенні температури, в) збільшенні концентрації продуктів реакції?

1) 2Н₂(г) + O₂(г) ⇄ 2Н₂O(г), DН = – 483,6 кДж;

2) PCl₅(г) ⇄ PCl₃(г) + Cl₂(г), DН = 92,59 кДж;

3) N₂ (г) + 3Н₂ (г) ⇄2NH₃(г), DН = – 92,4 кДж;

4) Н₂О(г) + СO(г) ⇄ СО₂(г) + Н₂(г), DН = – 41,22 кДж

16. У системі СО(г) + С1₂(г) = СОС1₂(г) концентрацію СО збільшили від 0,03 моль/л до 0,12 моль/л, а концентрацію хлору – від 0,02 моль/л до 0,06 моль/л. У скільки разів зросла швидкість прямої реакції?

17. Обчисліть значення константи швидкості реакції А + В = АВ, якщо концентрації реагентів дорівнюють відповідно 0,05 моль/л і 0,01 моль/л, а швидкість реакції становить 5×10^–5 моль/л·хв.

18. Обчисліть, як зміниться швидкість прямої і зворотної реакції в системі 2NО(г) + O₂(г) ⇄ 2NO₂(г), якщо збільшити концентрації речовин в 2 рази.