Определение константы равновесия

Гомогенной химической реакции

Цель работы: изучение равновесия гомогенной реакции фотоколориметрическим методом и расчет ее константы равновесия.

Теоретические основы работы

(см. теоретическое введение)

Исследуемая реакция протекает по уравнению:

Определение константы равновесия - student2.ru ,

или в ионном виде:

Определение константы равновесия - student2.ru .

В результате протекания реакции образуется химическое соединение кроваво-красного цвета – роданид трехвалентного железа. Интенсивность окраски раствора будет зависеть от концентрации образующейся соли Определение константы равновесия - student2.ru . Это позволяет применить для изучения реакции фотоколориметрический метод.

Приборы и материалы: фотоэлектрический колориметр КФК-3, восемь мерных колб емкостью 100 мл, три бюретки на 25 мл; 0,1 М вещества эквивалента. Растворы Определение константы равновесия - student2.ru , Определение константы равновесия - student2.ru , НСl (1:1), дистиллированная вода.

Порядок выполнения работы

I. Построение градуировочной кривой

1. В мерные колбы емкостью 100 мл последовательно налить:

эталонный раствор соли железа (III) в количестве 1,0; 2,0; 3,0; 3,5 мл;

в каждую колбу по 2 мл соляной кислоты;

по 10 мл 0,1 моль-экв. раствора Определение константы равновесия - student2.ru ;

довести объем до метки водой и перемешать.

2. Измерить оптические плотности растворов (описание работы на фотоколориметре см. на стенде в лаборатории). Для каждого раствора сделать два-три замера и взять средние арифметические значения оптической плотности.

3. Рассчитать начальную концентрацию соли железа (III) С0 в каждой колбе по уравнению разведения:

Определение константы равновесия - student2.ru ,

где С1 – концентрация соли железа (III) в эталонном растворе 0,1 М вещества эквивалента; V1 - объем раствора соли железа(III), взятого для приготовления пробы; V2 – объем приготовленного раствора, 100 мл.

Так как во всех приготовленных растворах создан очень большой избыток ионов, равновесие изучаемой реакции сильно сдвинуто в сторону образования соли Определение константы равновесия - student2.ru . Поэтому концентрация Определение константы равновесия - student2.ru равна начальной концентрации соли железа (III) в исследуемых растворах. Концентрацию роданида железа (III) необходимо выразить в грамм-молях на литр:

Определение константы равновесия - student2.ru .

4. Построить градуировочную кривую, отложив на оси абсцисс мольную концентрацию роданида железа (III), а на оси ординат – оптическую плотность растворов.

II. Определение равновесной концентрации роданида железа

1. Приготовить 4 исследуемых раствора с различными начальными концентрациями ионов железа (III) и роданида. Для этого в мерные колбы емкостью 100 мл влить:

указанные в табл.3 количества эталонного раствора соли железа (III);

по 2 мл соляной кислоты;

указанные в таблице количества роданида аммония.

Объем растворов довести до метки дистиллированной водой и перемешать.

2. Измерить оптические плотности растворов.

3. Результаты занести в табл.3 (концентрации выразить в г-моль/л).

Таблица 3

  Колба Объем FeCl3, мл Объем NH4CNS, мл Опт.. плотн. D Начальные концентрации Равновесные концентрации КС  
Fe3+ CNS Fe3+ CNS Fe(CNS)3
1,2,3, Определение константы равновесия - student2.ru            
1,2,3, Определение константы равновесия - student2.ru            
1,2,3, Определение константы равновесия - student2.ru            
1,2,3, Определение константы равновесия - student2.ru            

Примечание. 1, 2, 3 – номера замеров; Определение константы равновесия - student2.ru − среднее арифметическое значение оптической плотности.

4. Пользуясь градуировочным графиком, найти равновесные концентрации соли Определение константы равновесия - student2.ru (г-моль/л) в исследуемых растворах.

5. Равновесные концентрации непрореагировавших ионов Fe3+ рассчитать по начальным концентрациям ионов Fe3+ и равновесным концентрациям роданида железа (III):

Определение константы равновесия - student2.ru .

6. Равновесные концентрации роданид-ионов определить по начальным концентрациям этих ионов и равновесным концентрациям роданида железа(III):

Определение константы равновесия - student2.ru .

7. Начальные концентрации ионов Fe3+ и CNS рассчитать по формуле разведения и выразить в г-моль/л.

8. Для четырех опытов вычислить константу равновесия КС изученной реакции и найти ее среднее значение.

9. Используя среднее значение КС, по уравнению (13) рассчитать стандартное химическое сродство реакции.

Контрольные вопросы

1. Каковы общие признаки химического равновесия?

2. Что называется устойчивым химическим равновесием?

3. Как связаны между собой равновесные концентрации?

4. Как связаны между собой КР и КС?

5. Как записать уравнение изотермы химической реакции?

6.Как используется фотоколориметрия в определении равновесных концентраций растворов?

РАБОТА 2

Наши рекомендации