Keemiline tasakaal ja reaktsiooni kiirus (0)

Keemiline tasakaal ja reaktsiooni kiirus
Üliõpilane:
Õppejõud: Helgi Muoni
13.04. 2017
Eksperimentaalne töö 1
Töö eesmärk: Le Chatelier' printsiip- reaktsiooni tasakaalu nihkumise uurimine lähteainete ja saaduste kontsentratsiooni muutmisel.
Kasutatavad ained: FeCl3 ja NH4SCN küllastatud lahused , tahke NH4Cl
Töövahendid: Katseklaaside komplekt
Töö käik: Kirjutada välja tasakaalu konstandi avaldis raud(III)kloriidi ja ammooniumtiotsüanaadi lahuste vahelisele reaktsioonile
FeCl3+3NH4SCN=Fe(SCN)3+3NH4Cl
Hinnata, millises suunas nihkub tasakaal, kui suurendada
a) FeCl3 kontsentratsiooni
b) NH4SCN kontsentratsiooni
c) NH4Cl kontsentratsiooni
Hinnata tasakaalukonstandi avaldise põhjal kumma aine, kas NH4SCN või FeCl3 kontsentratsiooni suurendamine mõjutab tasakaalu enam.
Kontrollida tasakaalu nihkumist katseliselt. Selleks võtta keeduklaasi 20 ml destileeritud vett ja lisada 1 tilk küllastunud FeCl3 lahust ning 1 tilk NH4SCN lahust. Segada hoolikalt ning jagada tekkinud punane lahus võrdsete osadena nelja katseklaasi.
Lahuse punane värvus on tingitud reaktsioonil tekkivast raud(III)tiotstianaadist, kus värvi intensiivsus oleneb tema kontsentratsioonist. Reaktsiooni tasakaalu nihkumist on lihtne jälgida lahuse värvuse muutumise järgi.
Esimese katseklaasi jätan võrdluseks.
Teise katseklaasi lisan kaks tilka FeCl3 lahust. Katseklaasivärvus muutub tumedamaks ja tasakaal liigub V1 suunas.
Kolmandasse katseklaasi lisasin 2 tilka NH4SCN lahust. Katseklaasivärvus muutub veel tumedamaks, kui FeCl3 lisades ja tasakaal liigub V1 suunas.
Neljandasse katseklaasi lisasin tahket NH4Cl ja loksutasin tugevasti. Lahuse värvus läks heledamaks ja tasakaal liikus V2 suunas.
Eksperimentaalne töö 2
Töö eesmärk: Reaktsioonikiirust mõjutavate tegurite mõju uurimine, reaktsiooni järgu määramine graafikute koostamine.
Kasutatavad ained: 2%-ne Na2SsO3, 2%-ne H2SO4 lahus.
Töövahendid: Büretid, 8tk katseklaasi, kummikorgid, pesupudelid, suurem keeduklaas , termomeeter, elektripliit .
Töö käik: Reaktsioonikiiruse sõltuvust reageerivate ainete kontsentratsioonist ning temperatuurist on hea vaadelda väävelhappe ning naatriumtiosulfaadi vahelise reaktsiooni abil.
Na2S2O3+H2SO4-+Na2SO4+H2O+SO2+S
Selles reaktsioonis tekkiv hägune väävlisade on kergelt jälgitav ning suhteliselt lahjade lahuste korral on ajavahemik lahuste kokkuvalamise hetkest kuni hägu tekkimiseni mõni minut.
Katse 1
Kaheksa katseklaasi jagan neljaks paariks. Ühes katseklaasis igast paarist on väävelhappelahus, teises naatriumtiosulfaadilahus, mille kontsentratsioon paariti erineb. Algul täidan neli katseklaasi H2SO4 lahusega- igasse katseklaasi 6 ml. Erineva kontsentratsiooniga Na2S2O3 lahused valmistasin järgnevalt:
ühte katseklaasi mõõta 6 ml Na2S2O3 lahust,
teise 4 ml Na2S2O3 ja 2ml destileeritud vett,
kolmandasse 3 ml Na2S2O3 ja 3 ml destileeritud vett,
neljandasse 2 ml Na2S2O3 lahust ning 4 ml vett.
Katses mõõta aega lahuste kokkuvalamise momendist kuni hetkeni, mil lahus on muutunud häguseks. Mõõdetud ajavahemikud tuleb fikseerida .
Katseklaaside paar
Na2S2O3 maht ml
H2O maht ml
Na2S2O3 suhteline kontsentratsioon
Aeg min
Reaktsioonikiirus
1
6
0
6
0.41
2.44
2
4
2
4
0.7
1,43
3
3
3
3
0.86
1.16
4
2
4
2
1.41
0.71
Na2S2O3 suhteline kontsentratsioon
Katse 2
Võtta neli paari katseklaase, mis sisaldavad Na2S2O3 ühtmoodi, ja katseklaasid väävelhappelahusega teistmoodi.
Üks katseklaas igast paarist täita 4 ml väävelhappelahusega, teine 4 ml Na2S2O3 lahusega. Edasi täita poolenisti veega üks suurem keeduklaas ning asetada sinna kõik katseklaasid ning termomeeter.
Katsed sooritada temperatuuridel 30oC, 40oC, 50oC, 60oC.
Katseklaaside paar
Katse temperatuur to C
Aeg min
Reaktsioonikiirus
1
21
0.4
2.5
2
31
0.28
3.57
3
41
0.12
8.33
4
51
0.03
33.33
Reaktsiooni keskmine temperatuur oli 41oC
toC
Järeldused:
a) Reaktsioonikiirus kiireneb , mida suurem on lähteaine Na2S2O3 kogus lahuses.
b) Reaktsiooni kiirus kiireneb temperatuuri tõstmisel 30oC kohta 13,32 korda.