ниження температури - у бік зворотної реакції.
Виконання роботи
Досвід 1. Вплив зміни концентрації на зміщення рівноваги
Для досвіду зручно скористатися реакцією
3 + 3KSCN Fe (SCN) 3 + 3KCl.
З речовин цієї системи тільки роданид заліза (III) Fe (SCN) 3 забарвлений в червоний колір. Тому всяка зміна його концентрації можна легко помітити по зміні інтенсивності забарвлення розчину, що дозволяє зробити висновок про направлення зміщення рівноваги системи при зміні концентрації реагуючих речовин.
Змішати в пробірці рівні об'єми розбавлених розчинів хлориду заліза (III) і роданида калію. Отриманий розчин розлити порівну в 4 пробірки. Залишити одну пробірку для порівняння, а в трьох інших змінити концентрації реагуючих речовин. Для цього додати в першу пробірку кілька крапель концентрованого розчину роданида калію, у другу - кілька крапель концентрованого розчину хлориду заліза (III), в третю - кристалічного хлориду калію. Порівняти забарвлення в трьох пробірках з контрольною.
Вимоги до результатів досвіду
. Зробити висновок про направлення зміщення рівноваги і зміні концентрації кожного з компонентів в кожній пробірці.
. Сформулювати правило зсуву рівноваги при зміні концентрації реагуючих речовин.
. Написати вираз константи рівноваги для даної реакції.
Досвід 2. Вплив зміни температури на зміщення рівноваги
Прилад, що складається з двох куль, заповнений сумішшю оксиду азоту (IV) і його димером. Чистий оксид азоту (IV) існує при температурі вище 140 ° С. Нижче цієї температури NO2 частково полімеризується по рівнянню
NO2 N2O4,? H °=- 23 кДж.
2 - газ бурого кольору, N2O4 - безбарвний. Зміна температури дозволяє судити про зміщення рівноваги в системі по зміні інтенсивності забарвлення газів.
Один куля приладу опустити в склянку з холодною, а другий - в склянку з гарячою водою. Спостерігати зміна інтенсивності забарвлення газів в кулях.
Вимоги до результатів досвіду
. Зробити висновок про направлення зміщення рівноваги у цій реакції при нагріванні і охолодженні.
. Сформулювати правило зсуву рівноваги при зміні температури.
. Написати вираз константи рівноваги для даної реакції.
Приклади розв'язання задач
Приклад 6.1. При деякій температурі в системі N2 (г) + 3Н2 (г) 2NH3 (г) рівноважні концентрації складали (моль/л): [N2]=1,5; [H2]=1,7; [NH3]=2,6. Обчислити константу рівноваги цієї реакції і вихідні концентрації азоту і водню.
Рішення. Константа рівноваги цієї реакції виражається рівнянням
.
Підставляючи дані завдання, отримуємо.
Вихідні концентрації азоту і водню знаходимо на основі рівняння реакції. Згідно рівняння реакції на освіту 2 моль NH3 витрачається 1 моль N2. За умовою задачі утворилося 2,6 моль NH3, на що витратилося 1,3 моль N2. Враховуючи рівноважну концентрацію азоту, знаходимо його вихідну концентрацію:=1,5 + 1,3=2,8 моль/л.
За рівняння реакції на освіту 2 моль NH3 необхідно 3 моль H2, а для отримання 2,6 моль NH3 потрібно 3? 2,6/2=3,9 моль H2. Вихідна концентрація водню=1,7 + 3,9=5,6 моль/л. Таким чином, КС=0,92; вихідні концентрації=2,8,=5,6 моль/л.
Приклад 6.2. Реакція протікає по рівнянню А + В D + F. Визначити рівноважні концентрації реагуючих речовин, якщо вихідні концентрації речовин А і В, відповідно, дорівнюють 2 і 1,2 моль/л, а константа рівноваги реакції КС=1.
Рішення. Так як всі речовини в даній реакції реагують в однакових співвідношеннях, позначимо зміна концентрації всіх реагуючих речовин через x. До моменту встановлення рівноваги утворилося х моль D і х моль F і відповідно [D]=x; [F]=x. За рівняння реакції на стільки ж зменшились концентрації А і В, т. Е. [A]=2 - x; [B]=1,2 - x. Підставами рівноважні концентрації у вираз константи рівноваги: ??
; ; х=0,75.
Звідси рівноважні концентрації рівні: [D]=0,75 моль/л; [F]=0,75 моль/л;
[A]=2 - 0,75=1,25 моль/л; [B]=1,2 - 0,75=0,45 моль/л.
Приклад 6.3. Реакція протікає по рівнянню 2SO2 + O2 2SO3. В якому напрямку зміститься хімічна рівновага, якщо об'єм системи зменшити в 3 рази?
Рішення. До зміни обсягу швидкості прямої і зворотної реакцій виражалися рівняннями:
;.
При зменшенні обсягу в 3 рази концентрація кожного з реагуючих речовин збільшиться в 3 рази. Після збільшення концентрації швидкість прямої реакції стала
,
т. е. зросла в 27 раз...
