Równowaga chemiczna reakcji w homogennych układach

RÓWNOWAGA CHEMICZNA REAKCJI W HOMOGENNYCH UKŁADACH Cel ćwiczenia : Zapoznanie się z metodyką określania równowagi reakcji zachodzącej w roztworze na przykładzie reakcji : 2FeCl 3 + 2KI → 2FeCl 2 + I 2 + 2KCl
Wstęp teoretyczny Warunkiem równowagi chemicznej jest spełnianie przez układ równania :
gdzie  i - współczynnik stechiometryczny i-tego reagenta użytego w reakcji
 i - potencjał chemiczny i-tego składnika Badana przez nas reakcja redoks w stanie równowagi chemicznej będzie się charakteryzowała pewną stałą, którą możemy zapisać ogólnie jako :
przy czym nawiasy kwadratowe określają nam stężenia poszczególnych reagentów w stanie równowagi. W przypadku konkretnej reakcji stała równowagi przybiera bardziej skomplikowaną postać, ponieważ należy uwzględnić współczynniki stechiometryczne reakcji, 2FeCl 3 + 2KI → 2FeCl 2 + I 2 + 2KCl
a zatem równanie, z którego będziemy korzystać przy obliczaniu stałej równowagi naszej reakcji (nie uwzględniając stężenia jonów nie ulegających utlenianiu-redukcji) przyjmie postać :
gdzie wykładniki potęgowe są współczynnikami stechiometrycznymi reakcji.
Uzyskane wyniki Lp.
roztwór I
roztwór II
czas [min]
V titr [ml]
czas [min]
V titr [ml]
1.
30
9.00
30
8.95
2.
60
9.90
60
9.70
3.
90
10.25
90
10.35
Opracowanie wyników Obliczamy stężenie jodu w stanie równowagi na podstawie wzoru :
gdzie n 1 - objętość titranta zużyta do miareczkowania roztworu zawierającego jod (w stanie równowagi)
n 2 - objętość próbki użyta do miareczkowania
Dla roztworu I (50ml FeCl 3 + 50ml KI) stężenie jodu wynosi :
Dla roztworu II (55ml FeCl 3 + 45ml KI) stężenie jodu wynosi :
Stężenie Fe 2+ , jak wynika z reakcji, będzie dwukrotnie większe, a zatem dla roztworu I wyniesie :
dla roztworu II wyniesie :
Stężenie jonów Fe 3+ w stanie równowagi jest różnicą stężenia początkowego jonów żelaza (III) i stężenia równowagowego jonów żelaza (II);

(…)

… warunkach.
Drugim czynnikiem, który mógł poważnie wpłynąć na obliczone przez nas wartości jest temperatura. Jak wiemy, stała równowagi reakcji wykazuje znaczną zależność temperaturową, którą określa wzór :
gdzie Hro - standardowe ciepło reakcji pod ciśn. 1atm.
R - stała gazowa
T - temperatura bezwzględna
const - pewna stała (całkowania)
Jak wynika z powyższego wzoru stała równowagi reakcji (w stałym ciśnieniu), a raczej jej logarytm jest liniowo zależna od temperatury, przy czym współczynnik kierunkowy prostej wykresu zależności ln Kp = f(T) przyjmuje wartość . Kolbki z roztworami umieszczone były w termostacie jednakże z powodów technicznych nie byłyśmy w stanie utrzymać identycznej temperatury przez cały czas potrzebny do przeprowadzenia doświadczenia.
Celem ćwiczenia było zapoznanie się z metodyką…
... zobacz całą notatkę