Keemiline tasakaal ja reaktsiooni kiirus (0)

TTÜ keemiainstituut
Anorgaanilise keemia õppetool
YKI0020 Keemia alused
Laboratoorne töö nr.
3
Töö pealkiri:
Keemiline tasakaal ja reaktsiooni kiirus
Õpperühm:
YAGB
Töö teostaja :
Raili Allos
Õppejõud:
Sergei Žari
Töö teostatud:
26.11.2011
Protokoll esitatud:
20.12.2011
Protokoll arvestatud:
Eksperimentaalne töö 1
Töö nimetus: Ainete kontsentratsiooni muutuse mõju tasakaalule
Töö ülesanne ja eesmärk.
Le Chateier’ printsiip – Reaktsiooni tasakaalu nihkumise uurimine lähteainete ja seaduste kontsentratsiooni muutumisel.
Kasutatud mõõteseadmed, töövahendid ja kemikaalid
Töövahendid:Katseklaaside komplekt
Kasutatud ained: FeCl3 ja NH4SCN kullastunud lahused , tahke NH4Cl
Töö käik.
Vaada keeduklaasi 20 ml destilleeritud vett ja lisada 1…2 tilka küllastunud FeCl3 lahust ning 1…2 tilka NH4SCN lahust. Segada hoolikalt ning jagada tekkinud punane lahus võrdsete osadena nelja katseklaasi.
Lahuse punane värvus on tingitud reaktsioonil tekkivast raud(III)tiotsüanaadist, kus värvi intensiivsus oleneb tema kontsentratsioonist. Reaktsiooni tasakaalu nihkumist on lihtne jälgida lahuse värvuse muutumise järgi.
Esimene katseklaas jätta võrdluseks.
Teise katseklaasi lisada kaks tilka FeCl3 lahust.
Kolmandasse katseklaasi lisada 2 tilka NH4SCN lahust.
Neljandasse katseklaasi lisada tahket NH4Cl ja loksutada tugevasti.
Katseandmed .
FeCl3 (aq) + 3NH4SCN(aq)
Fe(SCN)3(aq) +NH4Cl(aq)
Punane
Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs.
Hinnata, millises suunas nihkub tasakaal, kui suurendada:

FeCl3 kontsentratsiooni -> Värvus läks tumepunaseks (intensiivsemaks)

NH4SCN kontsentratsiooni -> värvus läks punaseks

NH4Cl kontsentsatsiooni -> toon läheb heledamaks, tasakaal nihkub algainete suunas.
Kokkuvõte või järeldused.
Tasakaalukonstandi avaldise põhjal, arvan et FeCl3 kontsentratsiooni suurendamine mõjutab tasakaalu enaim.
Töö käik.
Kaheksa katseklaasi jadada neljaks paariks. Ühes katseklaasis igast paaris on väävelhappe lahus, teises naatriumtiosulfaadilahus, mille kontsentaratsioon paariti erineb. Algul täita neli katseklaasi H2SO4 lahusega – igasse katseklaasi 6 cm3 (6ml). Erineva kontsentratsiooniga Na2S2O3 lahused valmistada järgmiselt:

Katseklaasi mõõta 6 cm3 Na2S2O3 lahust

Katseklaasi 4 cm3 Na2S2O3 ja 2 cm3 destilleeritud vett

Katseklaais 3 cm3 Na2S2O3 lahust ja 3 cm3 vett

Katseklaasi 2 cm3 Na2S2O3 ja 4 cm3 vett
Katses mõõta aega lahuste kokkuvalamise momendist kuni hetkeni, mil lahus on muutunud häguseks. Selleks võtta esimene paar, valada lahused ühte katseklaasi kokku, sulgeda korgiga ning segada katseklaasi kiiresti paar korda ümber pöörastes. Samal monendil fikseerida kella või stopperiga katse algus ning, kui tekib hägu, katse lõpp. Samamoodi toimida kõikide katseklaasidega . Et aega kokku hoida võib ülejäänud paarid omavahel kokku valada enam-vähem korraga, kiiresti kõik läbi segada, käivitada kell ning ootama jääda hägu tekkimist algusest teises, siis kolmandas ja lõpuks neljandas katseklaasi paaris, milles on Na2S2O3 kontsentratsioon kõige väiksem. Mõõdetud ajavahemikud fikseerida.
Katseandmed.
Katseklaaside paar
Na2S2O3 maht cm3
H20 maht cm3
Na2S2O3 suhteline kontsentratsioon
Aeg minutites
Reaktsioonikiirus v = 1/t min-1
1
6
0
6
1,08
0,926
2
4
2
4
1,45
0,69
3
3
3
3
3
0,3
4
2
4
2
3,25
0,308
Katseandmete töötlus
Eksperimentaalne töö 2
Töö nimetus: Reaktsioonikiirus sõltuvus lähteainete kontsentratsioonist ja temperatuurist
Töö ülesanne ja eesmärk.
Reaktsioonikiirust mõjutavate tegurite mõju uurimine, reaktsiooni järgu määramine, graafikute koostamine.
Kasutatud mõõteseadmed, töövahendid ja kemikaalid
Mõõteseadmed: termomeeter
Töövahendid:Büretid, katseklaaside komplekt (8tk), kummikork, pesupudelid, suurem keeduklaas , elektripliit
Kasutatud ained:1%-ne Na2S2O3 lahus, 1% H2SO4 lahus
Töö käik
Taas võtta neli paari katseklaase. Et neid hiljem mitte segi ajada märgistada katseklaasid, mis sisaldavad Na2S2O3 ühtemoodi ja katseklaasid väävelhappe lahusega teistmoodi.
Üks katseklaasi igast paarist täita 4 cm3 väävelhappelahusega, teine 4 cm3 Na2S2O3 lahusega. Edasi täita poolenisti veega üks suurem keeduklaas ning asetada kõik katseklaasid sinna ning termomeeter. Siis tõsta keeduklaas koos katseklaasidega elektripliidile ning hakata jälgima temperatuuri tõusu.
Katsed sooritada temperatuuridel 30C, 40C, 50C ja 60C.
Kui temperatuur on jõudnud ~32C-ni, tõsta keeduklaas koos katseklaasidega pliidilt maha, võta kätte esimese paari katseklaasid, vala lahused kokku, sega kiiresti ning asetada siis katseklaas kohe sooja vette tagasi. Mõõta aeg lahuste kokkuvalamise momendist kuni hägu tekkimiseni.
Seejärel võib keeduklaasi uuesti pliidile asetada ning tõsta temperatuuri ~42C-ni. Siis võtta keeduklaas pliidilt maha ja korrata katset teise paari katseklaasidega. Oluline on, et hägu teket jälgitakse sooja vee sees. Vastasel juhul jahtub katseklaas kiiresti maha ning saadakse vale sõltuvus. Samamoodi teha kõik neli katset. Katsetulemused fikseerida.
Katse andmed
Katseklaaside paar
Katse temperatuur
Aeg min
Reaktsioonikiirus v = 1/t min-1
1
30
0,45
2,2
2
40
0,28
3,571
3
50
0,12
8,3
4
60
0,03
33,3
Katseandmete töötlus.
Selles reaktsioonis:
1,6
= 2,3
= 4,0
Reaktsiooni kiirus tõuseb keskmiselt 1,3 korda, kui suurendada temperatuuri 10 kraadi võrra.