V) '' 7Г~ 1

;-.., Cj; = CNaiS2O3-------------.МОЛЬ/Л, "'"■ J,.*_J

^: 2 V; ^: '"V «И,

где СыагЭгОз - молярность раствора гипосульфита натрия, моль/л;

1/2 - фактор эквивалентности;

V] - объём гипосульфита, израсходованный на титрование йода в момент равновесия реакции (таблица 2). мл;

V; - количество взятой пробы, мл.

Равновесная концентрация хлорида железа (II) FeCl? или ионов Fe"⁺ будет равна удвоенной концентрации йода, так как по уравнению реакции образуется одна молекула йода и два иона Fe²⁺, следовательно,

Равновесная концентрация хлорида калия равна

1»^: — Концентрация хлорного железа FeCl₃ (или ионов Fe³⁺) при равно­весии равна разности между начальной концентрацией FeCl₃ и равно­весной концентрацией FeCl₂, так как из уравнения реакции (32) при-

„34

И,

1 рост концентрации ионов Fe" равен убыли концентрации ионов Fe: следовательно, может быть вычислена по формулам:

<£; CFe³⁺ =C°FeCl3-CFe^{2 +}

■'■ИЛИ CFe³⁺ = C°FeCI₃-2C]_:.

* Равновесная концентрация йодида калия (ионов J ~) вьршсляется

аналогично расчету равновесной концентрации FeCl₃:

^: Cj- = C°kj-2Cj₂.

Расчет начальных и равновесных концентраций веществ, участ­вующих в реакции, провести отдельно для смесей I и II и температур экспериментов. Результаты вычислений занести в таблицу⁷ 3.

^ Записать уравнение для вьиисления константы равновесия иссле­
дуемой реакции. По данным таблицы 3 рассчитать константы равнове­
сия Кс; для смесей I и II при соответствующих температурах опытов.
Найти среднее значение константы равновесия К_с ^СР' ^эксп для заданных
температур. При расчетах учесть, что константа равновесия может
иметь размерность. По формуле (22) вычислить средний тепловой эф­
фект реакции ДН^ЭКСП. --

Построить график зависимости константы равновесия реакции от температуры в системе координат lgKc, - 1/Т (см. рисунок). По танген­су утла наклона линии, проходящей через экспериментальные точки, вычислить средний тепловой эффект реакции из графика АН¹¹".

Таблица 3 - Концентрации веществ, участвующих	в реакции
	Комнатная температура	°с	Температура термостата	°с
	№ смеси	№ смеси
Веще-	I	II	I	II
ства ре-	Началь-	Равно-	Началь-	Равно-	Началь-	Равно-	Началь-	Равно-
	ная кон-	весная	ная кон-	весная	ная кон-	весная	ная кон-	весная
	цен-	концен-	цен-	концен-	цен-	концен-	цен-	концен-
	трация.	трация,	трация,	трация,	трация,	трация,	трация,	трация,
	моль/л	моль/л	моль/л	моль/л	МОЛЛ	моль/л	моль/л	моль/л
FeCl3
KJ
FeCl2
h
KCI
Константа рав-
новесия Ка:

Таблица 4	- Термодинамические	: величины	веществ реакции
Веще-	AH°£298	с^0 ^ 298,	Теплоёмкость, Дж/моль град
ство	кДж	Дж	Коэф. зравнения ѰР= f (T)	L- Р, 298
	моль	моль'К	а	в 10^3	c'-lO"^0
J:(kp)		116,7	40.12	49,79	-	54.44
KCI (кр)	- 435,89	82,67	41,38	21,76	3,22	51,49
KJ(kp)	- 327,61	104,35	50,63	8,16	-	55,06
FeCbccp)	-341,7	118,0	59,30*	41,60*	4,20*	76,4
FeCl3(KP)	- 399,4	163,9	84,89*	36,27*	5,61*	102,0

Используя справочные данные (таблица 4) и уравнение (27) найти среднее значение теплового эффекта исследуемой реакции в интервале температур опытов АН^РАСЧ.

По уравнению (25) рассчитать изменение изобарного потенциала реакции при температурах экспериментов AG°t. Изменение энтропии для соответствующих температур вычислить по данным таблицы 4.

РАСТ

По формуле (24) вычислить расчетные значения констант равно-

весия реакции К_а при комнатной и повышенной температурах.

Таблица:	»- Экспериментальные и расчетные величины, характеризующие изучаемую реакцию
Константы рг температу	шновесия при р_ах опытов	Средний тепле эффект.	вой
комнатная °С	в термостате "С
If СР. ЭКСП	КС^РАСЧ-	т/- СР. ЭКСП К-с	ту- РАСЧ.	ддЭКСП	ДН^ГР	ддРЛСЧ.

: Пол\ченные значения экспериментальных и расчетных констант равновесия и тепловых эффектов реакции с указанием размерности свести в таблиц\^- 5.

2.3 Требования к отчету по работе;;

В отчет по выполненной работе нужно привести цель работы, краткую теоретическую часть, результаты экспериментов и их обработ­ку в соответствии с методическими указаниями.

Теоретическая часть должна содержать ответы на контрольные вопросы и включать основные понятия о равновесии химических реак­ций, формулы констант равновесия, факторы, влияющие на них и на смещение равновесия реакций. Особое внимание следует обращать на уравнения, которые будут использованы при обработке результатов опытов.

Данные опытов и результаты их обработки оформлять в виде таб­лиц и графиков. Сначала нужно выполнять черновые расчеты. После проверки их правильности преподавателем заносить в чистовой вари­ант отчета. При расчетах у всех полученных величин указывать их размерность.

Таблицы и расчеты выполнять аккуратно, без зачеркиваний и ис­правлений чисел. График оформлять с помощью карандаша (ручки) и линейки. По результатам обработки эксперименгачьных данных рабо­ты сделав выводы.

Отчет пишется на отдельных листах тетрадной бумаги с указани­ем номера группы, фамилии и инициалов студента и сдается преподавателю.

Небрежно оформленный отчет не принимается. ^:

: Ш38*

3 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ПРАВИЛА ПОВЕДЕНИЯ В ЛАБОРАТОРИИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТЫ

Реактивы, применяемые в работе, относятся к классу малотоксич­ных веществ, но всё же при проведении работы нужно соблюдать приемы техники безопасности.

^fc Перед выполнением работы проверить наличие этикеток на емко­стях с растворами для работы, исправность посуды и бюретки для титрования.

, Во время выполнения работы на лабораторном столе не должно быть посторонних предметов, кроме листа бумаги для записи результа­тов экспериментов.

"~^:" Используемые растворы набирать в пипетку отбора пробы с по­мощью резиновой груши. Наливать растворы в мерный цилиндр, бю­ретку для титрования аккуратно, избегая их проливания, разбрызгива­ния и попадания на кожу рук. Попавший на открытые участки кожи раствор немедленно смывать обильным количеством воды.

В случае попадания на кожу раствора кислоты, после промывки водой, пораженное место рекомендуется обработать 2...3 %-ным рас­твором питьевой соды. Если произошел химический ожог раствором щелочи, пораженный участок промыть слабым раствором слабой ки­слоты (например, 1...2 %-ным раствором уксусной или борной кислоты).

В лаборатории нельзя принимать пищу, громко разговаривать, отвлекаться от проведения работы посторонними делами.

Выполнять работу только в хлопчатобумажных халатах.»

Бережно относиться к методическим указаниям к работе, исполь­зуемым приборам и стеклянной посуде.

Применяемый в лабораторной работе термостат питается от сети
переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 220 В, поэтому нужно
соблюдать меры электробезопасности. Перед включением термостата
убедиться, что его система регулирования установлена на нужную тем­
пературу. Проверить исправность вилки, токоподводящих проводов,
розетки. Не оставлять включенный термостат без присмотра. В случае
возникновения неисправностей сообщить о них преподавателю или
инженеру лаборатории.,

После выполнения работы сделать уборку рабочего места. Про­мыть водой используемую посуду, протереть лабораторный стол влаж­ной тканью. Сдать его преподавателю или инженеру. Вымыть руки во­дой с мылом.

■-■$>♦.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

т

1. Характеристика равновесия химической реакции и устойчиво­
сти равновесного состояния.

2. Уравнение изотермы химической реакции. Для каких практи-
ческих целей можно его использовать?,_г

3. Константа равновесия химической реакции. От каких факторов
она зависит?

4. Способы выражения константы равновесия для идеальных га- г
зов и растворов, реальных газов и растворов. Уравнения связи между
константами равновесия. —

5. Влияние давления и температуры на равновесие химической --я
реакции.:

6. Уравнения изобары и изохоры химической реакции. Анализ
этих уравнений.

7. Методы определения констант равновесия.

8. Какая реакция исследуется в работе и как записьшается для неё
уравнение константы равновесия?

9. Объяснить порядок проведения работы и обработку экспери­
ментальных данных. ■«

5 ЗАДАЧИ

■Я"ГГ>

1. Определение константы равновесия из экспериментальных данных и расчетом.

Для реакции между уксусной кислотой и этиловым спиртом ' " '

■г. ^ СНзСООН + С₂Н₅ОН СНз ^ СООС₂Н₅ + Н₂О

(уксусноэтиловый эфир)...

при смешении по 1 молю исходных веществ в равновесной реакцион­ной смеси находится 0,3 моля кислоты, 0,3 моля спирта. 0,6 моля эфи­ра и 0,6 моля воды. Вычислить константу равновесия реакции.

Попытаться установить температуру проведения реакции, исполь­зуя уравнение изохоры реакции и данные таблицы 6

Дата добавления: 2015-07-11