Опыт 5. Влияние концентрации на смещение химического равновесия

Влияние температуры на положение химического равновесия изучается на реакции взаимодействия йода с крахмалом с образованием окрашенного в синий цвет вещества сложного состава, которое условно назовем ″йодокрахмалом″:

Ход работы

1. В две пробирки налейте по 5 мл раствора крахмала и добавьте по каплям раствор йода до появления синей окраски.

2. Одну из пробирок оставьте для сравнения, другую нагрейте. Отметьте изменение окраски.

3. Охладите пробирку водой (под краном). Сравните цвет в обеих пробирках.

4. Объясните наблюдаемые явления с помощью принципа Ле Шателье. Укажите направление смещения равновесия в зависимости от повышения или понижения температуры. Сделайте обобщенный вывод о влиянии температуры на положение равновесия.

Контрольные вопросы и задания

1. Что понимается под скоростью химической реакции? Дайте понятие средней и истинной скорости реакции.

2. От каких основных факторов зависит величина скорости реакции?

3. Как зависит скорость реакции от температуры?

4. Как зависит скорость реакции от концентрации реагирующих веществ? Что такое кинетическое уравнение?

5. Как экспериментально определить порядок реакции по данному реагенту?

6. Что понимается под обратимостью химических реакций?

7. В чем заключается динамический характер химического равновесия?

8. Составьте выражение для константы химического равновесия.

9. Как можно прогнозировать направление смещения химического равновесия при изменении условий проведения реакции (температуры, давления, концентраций веществ)?

 

Лабораторная работа № 3

РАСТВОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

 

Цель работы

Исследование свойств растворов сильных и слабых электролитов. Изуче­ние реакций в растворах электролитов и приобретение навыков составления уравнений этих реакций в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

 

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

Электролитами называют вещества, расплавы или водные растворы которых подвергаются электролитической диссоциации, т. е. распадаются на ионы – положительно (катионы) и отрицательно (анионы) заряженные частицы.

В водном растворе вокруг ионов электролита в результате притягивания молекул воды своими отрицательными полюсами (атомы кислорода) к положительным ионам, а положительными полюсами (атомы водорода) к отрицательным ионам возникает гидратная оболочка, являющаяся основной причиной диссоциации электролита. Молекулы воды во много раз ослабляют притяжение ионов электролита друг к другу, связи между катионами и анионами разрываются, и происходит разъединение гидратированных ионов.

Количественной характеристикой равновесия процесса электролитической диссоциации является степень диссоциации (α) – отношение числа диссоциированных молекул к общему числу молекул электролита в растворе, выражаемое либо в долях единицы, либо в процентах.

Сильными считаются электролиты, которые в разбавленных растворах находятся преимущественно в виде ионов, слабыми – такие, которые в разбавленных растворах находятся преимущественно в виде молекул.

Степень электролитической диссоциации зависит от природы электролита и растворителя, температуры и от концентрации раствора. Более универсальной характеристикой электролита является его константа диссоциации (K) – константа равновесия процесса диссоциации, которая не зависит от концентрации.

Для процесса диссоциации некоторого электролита

константа диссоциации будет равна отношению равновесных концентраций образовавшихся ионов к равновесной концентрации молекулярной формы электролита:

(1)

При составлении ионно-молекулярных уравнений реакций (реакций с участием не только молекул, но и ионов) следует руководствоваться следующими правилами:

− химические формулы сильных электролитов записываются в ионной форме, т.е. в виде ионов, образующихся в результате их диссоциации;

− в молекулярном виде следует записывать формулы слабых электролитов, неэлектролитов (простые вещества, оксиды, газообразные вещества), трудно- и малорастворимых веществ (Приложение Б).

Для составления ионно-молекулярного уравнения необходимо:

− записать молекулярное уравнение реакции;

− составить полное ионно-молекулярное уравнение, для чего формулу каждого из участников реакции записать в молекулярной или ионной форме в соответствии с указанными выше правилами;

− составить краткое ионно-молекулярное уравнение, исключив из полного уравнения одинаковые ионы, т.е. те ионы, которые присутствуют в обеих частях уравнения в неизменном виде, а, следовательно, не участвуют в реакции.

Формулы веществ, трудно- или малорастворимых, а также летучих соединений принято помечать вертикальной стрелкой («↓» для веществ, выпадающих в осадок, или «↑» для веществ, улетучивающихся из сферы реакции).

Примеры составления ионно-молекулярных уравнений реакций

Реакции, идущие с образованием слабого электролита

1. Реакции нейтрализации, протекающие с образованием слабого электролита − воды:

Полное ионно-молекулярное уравнение (формулы сильных электролитов, растворимых в воде, – соляной кислоты, гидроксида калия и хлорида калия – представлены в ионной форме, формула слабого электролита – воды – записана в молекулярной форме):

Краткое ионно-молекулярное уравнение (сокращены одинаковые ионы: катионы калия и хлорид-анионы):

2. Реакции, идущие с образованием слабых кислот или оснований:

Полное ионно-молекулярное уравнение (формулы сильных электролитов, растворимых в воде, – ацетата натрия, азотной кислоты и нитрата натрия – записаны в ионном виде, формула слабой уксусной кислоты представлена в молекулярной форме):

Краткое ионно-молекулярное уравнение (сокращены одинаковые ионы: катионы натрия и нитрат-анионы):

Реакции, идущие с образованием газообразного продукта

Полное ионно-молекулярное уравнение (формулы сильных электролитов, растворимых в воде, – хлороводородной кислоты и хлорида натрия – представлены в ионном виде, формула слабой легколетучей сероводородной кислоты − в молекулярной форме):

Краткое ионно-молекулярное уравнение (сокращены катионы натрия и хлорид-анионы):

Реакции, идущие с образованием трудно- и малорастворимых соединений

Полное ионно-молекулярное уравнение (все участники реакции относятся к классу солей − сильных электролитов, однако карбонат кальция является труднорастворимым веществом, поэтому формула этой соли записана в молекулярной форме, тогда как формулы всех остальных солей − в ионной):

Краткое ионно-молекулярное уравнение (сокращены катионы натрия и нитрат-анионы):

 

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ