Дослід 1. Зміщення хімічної рівноваги при зміні концентрації і температури реагуючих речовин.

а) Налити в пробірку 3-5 мл FeCl₃ і стільки ж розчину NH₄SCN. Одержаний розчин перемішати і розділити на 4 пробірки. Першу залишити для порівняння, до другої додати 1 краплю концентрованого розчину FeCl₃, в третю - кристалічний NH₄SCN, в четверту - кристалічний NH₄Cl. По зміні забарвлення розчину, обумовленого різною концентрацією ферум роданіда, зробити висновок про напрямок зміщення стану хімічної рівноваги. Сформулювати принцип Ле-Шательє. Записати рівняння реакції:

 

FeCl₃ + 3 NH₄SCN Fe (SCN)₃ + 3 NH₄ Cl

 

Вивести константу рівноваги для цього процесу.

 

б) В інтервалі температур від -11,2 до +140 градусів Цельсію молекули NO₂ і N₂O₄ знаходяться в рівновазі між собою по рівнянню реакції:

 

2 NO₂ N₂O₄ + 58 кДж/моль

Для з’ясування впливу температури на перебіг цього процесу прилад із двома сполученими кульками заповнений сумішшю газів, розміщують таким чином, щоб одна кулька знаходилась у склянці з гарячою водою, друга - в склянці з холодною водою. Газ NO₂ - бурого кольору, N₂O₄ - безбарвний. По зміні забарвлення газів у кульках зробити висновок про зміну концентрації NO₂ таким чином, про зміщення положення рівноваги при зміненій температурі. Вивести константу рівноваги процесу димеризаціі двооксиду азоту.

 

Контрольні питання:

1. Який стан системи називають хімічною рівновагою?

2. Які чинники впливають на зміщення стану хімічної рівноваги?

3. Сформулюйте принцип Ле-Шательє.

4. Вивести константу хімічної рівноваги.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5

 

Тема:	Визначення теплот хімічних реакцій.
Мета:	Дослідним шляхом визначити теплові ефекти реакцій – експериментально перевірити закон Гесса.
Реактиви:
	Розчини:	- Натрій гідроксид;
		- Сульфатна (сірчана) кислота;
	Тверді речовини:	- Натрій тіосульфат (кристалічний);
Обладнання:	Термометр, технічні терези, мірний циліндр, порцелянова ступка, калориметр, скляна паличка.

1.1 Методичні вказівки до вивчення теоретичного матеріалу

 

Під час хімічних реакцій змінюється не тільки хімічний склад речовин, а й одночасно поглинається або виділяється теплова енергія. Реакції, які супроводжуються зменшенням енергії і виділенням теплоти, називаються екзотермічними, а такі, що супроводжуються збільшенням енергії і поглинанням теплоти – ендотермічними. Хімічні рівняння, в яких вказують тепловий ефект, називають термохімічними рівняннями. Зверніть увагу, що тепловий ефект залежить від кількості речовин, які беруть участь у реакції. Тому для порівняння теплових ефектів їх відносять до І моль сполуки, температури 298 К (25^оС) і тиску 760 мм рт. ст. Теплові ефекти за таких умов вважаються стандартними. Якщо в реакції виділяється теплота (+Q), то внутрішня енергія системи, а також ентальпія зменшується (-ΔН), і навпаки, при поглинанні теплоти в реакції (-Q) ентальпія системи збільшується (+ΔН). Теплові ефекти хімічних реакцій вимірюються в джоулях (кілоджоулях).

Слід звернути увагу на різницю між поняттями параметри і функції стану системи. Параметри – це фізичні величини, які можливо безпосередньо виміряти, наприклад, тиск, температура, маса. А термодинамічні функції стану, значення яких визначається сукупністю параметрів, безпосередньо виміряти неможливо.

Внутрішня енергія і ентальпія є термодинамічними функціями стану системи, оскільки їх зміна не залежить від проходження процесу, а залежить тільки від початкового і кінцевого стану системи. На цьому базується основний закон термохімії – закон Гесса: тепловий ефект реакції залежить тільки від виду і стану вихідних реагентів і кінцевих продуктів реакції, а не залежить від шляху перебігу реакції.

При проведенні реакцій у широких температурних інтервалах необхідно враховувати залежність теплового ефекту від температури, що пов’язано з теплоємністю речовин.

Розчинення речовин завжди супроводжується тепловим ефектом. Тепловий ефект розчинення твердих речовин, в основному, визначається алгебраїчною сумою двох складових: теплоти, витраченою на руйнування кристалічної решітки (ΔН_реш), і теплоти, що виділяється при взаємодії частинок розчиненої речовини з розчинником (ΔН_гідр), тобто теплоти гідратації.

 

ΔН_розч= ΔН_реш+ ΔН_гідр

 

Залежно від співвідношення цих двох складових тепловий ефект може бути позитивним або негативним.

 

Кожна група студентів окремо виконує запропонований викладачем дослід і розраховує його результат. Потім студенти обмінюються результатами проведених досліджень і роблять загальний висновок про характер реакції та виконання закону Гесса.

 

1.2 Проведення дослідів