Indgreb i et ligevægtssystem. rapport

April 6, 2018 | Author: Anonymous | Category: Documents
Report this link


Description

Signe Krøyer 2.O 94176 Indgreb i et ligevægtssystem Formål: at undersøge om Le Chateliers Princip passer med vores forsøg ± dvs. undersøge hvordan ligevægten i en reaktion kan påvirkes vha. forskellige ydre indgreb, som for eksempel temperatur, koncentration og volumen. Teori: Jern(III)-ioner reagerer med thiocyanationer (SCN-). Der dannes dermed en kompleks ion, der er nem at se, da den er rød: Fe3+(aq) + SCN- (aq) FeSCN2+ (aq) (rød) Le Chateliers Princip: Et ydre indgreb i en dynamisk ligevægt forskyder ligevægten i den retning, der gør virkning af indgrebet mindre. Da ligevægtskonstanten (K) er lig med ligevægtsbrøken (Y) i en reaktion med ligevægt, kan formlen sættes op således: Y= Tilførelse af varme: Tilføres varme til en reaktionsblanding i ligevægt, vil ligevægten forskydes i den retning, der forbruger varme, dvs. i den endoterme reaktions retning. Ændring i form af højere eller lavere koncentration: Forhøjes reaktant/ernes koncentration, vil ligevægten forskydes til produktets side. Omvendt vil ligevægten forskydes til reaktanternes side, hvis produktets koncentration øges. Mindskes reaktant/ernes koncentration, vil ligevægten forskydes til reaktanternes side. Omvendt vil ligevægten forskydes til produktets side, hvis dennes koncentration mindskes. Ændring i form af højere eller lavere volumen: Øges volumen vil ligevægten forskydes til den side, der har flest partikler, mens en mindsket volumen til forskyde ligevægten til den side, der har færrest partikler. V Signe Krøyer 2.O 94176 Apparatur: y y y y y y y y y Reagensglas Stativ Konisk kolbe (250mL) Måleglas (10mL) Spatel To bægerglas (250mL) To bægerglas (100mL) Termometer Is Kemikalier: y y y y y 0,1Fe(NO3 )3 0,1 M KSCN 0,002 M KMnO4 0,1 M AgNO3 Fe(No3 )3 Fremgangsmåde, Resultater og Databehandling: 1.a. Fyld ca. 200 mL demineraliseret H2O i en 250 mL konisk kolbe. Tilsæt 10 mL 0,1 M Fe(NO3)3 (blandingen bliver gul-orange). Tilsæt derefter 10 mL 0,1 M KSCN. Rør rundt med en spatel. Notér iagttagelserne. Er reaktionshastigheden stor eller lille? Opskriv ligevægtsloven for ligevægten. Der sker et farveskift; først til gul, dernæst til rød. Reaktionerne er næsten øjeblikkelige. Y = Reaktionsbrøken Y=  Noget af opløsningen overføres til 7 reagensglas, som fyldes ca. 1/3 op. De 6 af reagensglassene anvende i de følgende forsøg, mens det syvende gemmes til farvesammenligning. Gem resten af opløsningen i kolben. V Signe Krøyer 2.O 94176 1. Tilsæt en spatelfuld fast Fe(NO 3)3 til reagensglas nr. 1 og rør rundt. Sker der en forskydning ved tilsætningen? Mod højre eller mod venstre? indstiller den nye ligevægt sig hurtigt eller langsomt? Anvend ligevægtsloven til at forklare, at en forøgelse af [Fe2+] kan bevirke den iagttagne forskydning. En tiltagende rødfarvning indikerer en forskydning mod produktets side (mod højre). Den nye ligevægt indstilles væsentligt langsommere end reaktionen i 1a. 2. Ascorbinsyre (C-vitamin) reducerer Fe3+ til Fe2+. Vi kan altså formindske [Fe3+] ved at tilsætte ascorbinsyre. Tilsæt lidt nogle få korn ascorbinsyre til reagensglas nr. 2 og rør rundt. Hvis der ikke ses en tydelig ændring, tilsættes lidt mere ascorbinsyre. Beskriv iagttagelserne og forklar dem ved hjælp af ligevægtsloven. Der skete en reduktion af farvens intensitet, og denne reaktion foregik hurtigt. Da vi mindsker Fe3+, vil ligevægten forskydes til reaktantens side (venstre). Dette betyder at der vil være mindre af den røde FeSCN2+. 3. Til reagensglas nr.3.tilsæt en spatelfuld fast KSCN. Forklar iagttagelserne. Den røde farves intensitet forøges. Dette betyder at ligevægten forskydes mod produktets side(højre). 4. Inden forsøget med det 4. reagensglas udføres følgende lille forsøg: hæld nogle få mL 0,1 M KSCNopløsning op i et reagensglas. Tilsæt et par dråber 0,1 M AgNO3. Notér iagttagelser og skriv et reaktionsskema. Der skabes en tyktflydende væske i reagensglasset. SCN-(aq) + Ag+(aq) AgSCN(s) I selve forsøg 4 tilsættes et par dråber 0,1 M AgNO3 til det 4. reagensglas. Iagttagelser? Forklaring? V Signe Krøyer 2.O 94176 Den røde farve aftager, og hvidt bundfald forekommer. Bundfaldet stammer fra, at AgNo3+ går i forbindelse med Fe3+ og SCN- og danner Fe(SCN)3. Da koncentrationen af Fe3+ dermed mindskes, bliver ligevægten forskudt mod reaktanternes side (venstre). 5. Lav et vandbad med ca. 50 grader varmt vand i et 250 mL bægerglas. I et andet 250 mL bægerglas laves et bad med isvand. Placer reagensglas nr. 5 i det varmevand og reagensglas nr. 6 i isvandet. Lad dem stå der et stykke tid og sammenlign derefter med reagensglas nr.7. I hvilken retning sker der forskydning, når vi hæver temperaturen? Når vi sænker temperaturen? Afgør på grundlag heraf, om reaktionen mellem Fe3+ og SCN- (reaktionen mod højre) er exoterm eller endoterm. Ligevægten i det kolde vandbad må forskydes mod produktets side (højre), da blandingen bliver mørk rød. I det varme vandbad bliver blandingen lysere. Reaktionen kan derfor konkluderes at være exoterm mod højre. 6. Inden det sidste forsøg udføres følgende: to bægerglas stilles ved siden af hinanden på et stykke hvidt papir og fyldes næsten halvt op med KMnO4 0,002 M. Væsken skal stå lige højt i begge glas. Opløsningens lilla farve skyldes permanganationen. Hold hovedet over de to glas og se ned gennem opløsningerne. Farveintensiteterne skal være ens hvilket de også er. Derefter fordobles voluminet i det ene glas, ved tilsætning af rent vand. Sammenlign igen farveintensiteterne. Hvad ser man? ved fortyndingen ændres antallet af permanganationer selvfølgelig ikke. Tilsætning af vand ændrer ikke på den mængde partikler der ses oppe fra, da overfladen er den samme. Efter at have renset bægerglassene udføres et lignende forsøg med den røde ligevægtsblanding fra den koniske kolbe. Sker der en forskydning ved fortynding til det dobbelte volumen? Forklar resultatet ved hjælp af ligevægtsloven. Blandingen bliver lysere, hvilket fortæller at ligevægten forskydes mod reaktanternes side (venstre). Forskydningen skyldes nok, at vi øger volumen, og ligevægten derfor forskydes til den side der har flest partikler ± altså reaktanternes side i dette tilfælde (venstre). Efterbehandling: V Signe Krøyer 2.O 94176 Ved hvilke af indgrebene sker der en ændring af ligevægtskonstanten? Der sker en ligevægtsforskydning i hvert forsøg. Ved tilsætningerne til reagensglassene anvendte vi faste stoffer eller et par dråber af en ret koncentreret sølvnitratopløsning. Hvorfor tilsættes der ikke fortyndede opløsninger i stedet for de koncentrerede eller faste stoffer? Da fortyndede opløsninger indeholder vand, ville dette ændre volumen og forstyrre forsøget. Forsøg 6+6a laves med to bægerglas, som har lodrette sider. Mange kaffekopper er bredere foroven end forneden. Kunne man anvende to sådanne kaffekopper til forsøget? (Man kan eventuelt diskutere fremstillingen af en kaffepunch med en mønt på bunden af en kaffekop). Man ville nok kunne se farveforskellen. Det vigte er, at de to kopper har ens volumen og overfladeareal. 10. Hvis man anvender overskud af SCN-, kan Fe3+ binde flere thiocyanationer til sig. Skriv formlen for det kompleks, som indeholder 3 thiocyanationer. Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 Fejlkilder. Måleusikkerhed. Ved #5 kunne vi ikke spore en ændring, så vi benyttede en internetsimulering, hvilket jo ikke er gyldigt empirisk materiale. Konklusion. Forsøgsresultaterne er i overensstemmelse med Le Chatelier¶s Princip. Disclaimer: Jeg har ikke selv foretaget forsøgene, resultaterne er lånt af Karina, Thuan og Mads. V


Comments

Copyright © 2021 UPDOCS Inc.