Øvelse: Ligevægt. Aflever de udfyldte journalark på Fronter individuelt

Transkript

1 KEMI kl.2.1 Øvelse Oprettet videreforarbejdet af Øvelse: Ligevægt Læremål at kunne anvende Le Chateliers princip til bestemmelse af forskydningen af en ligevægt at kunne skitsere koncentrationsændringer ved påvirkning af en ligevægt Litteratur: Kemi B-niveau: side Aflever de udfyldte journalark på Fronter individuelt Indgreb i et ligevægtssystem Begrebet dynamisk ligevægt benyttes om en reaktion, når reaktionshastigheden mod højre er lig med reaktionshastigheden mod venstre. En ligevægt kan forskydes ved indgreb udefra. Dette kan f.eks. ske ved ændring af koncentrationen af et stof i ligevægtsblandingen. Ved øvelsen foretages indgreb i nedenstående ligevægtssystem: Jern(III)thiocyanatsystemet. (1) Fe 3+ + SCN - Fe(SCN) 2+ Gul Rød Vi skal foretage forskellige indgreb i dette ligevægtssystem. Ændringer i ligevægtskoncentrationerne observeres, idet jern(iii)-ionen er gulfarvet, thiocyanat er farveløs, mens Fe(SCN) 2+ er intenst rødfarvet. Jo mere rødfarvet opløsningen er, jo længere mod højre er ligevægten forskudt. Naturligvis kan det også ske, at farven ikke ændres. Ligevægtskonstanten: K c = 138 M 1 ved 25ºC

2 KEMI kl.2.1 Øvelse Oprettet videreforarbejdet af Apparatur Konisk kolbe500 ml Måleglas 1 stk 250 ml og 2 stk 10 ml Stativ med 8 reagensglas 2 bægerglas 100 ml Spatel Plastpipetter Varmeplade, is Termometer ph indikatorpapir Kemikalier Stofnavn Stofformel Koncentration Jern(III)nitrat Fe(NO 3 ) 3 0,1 M Kaliumthiocyanat KSCN 0,1 M Sølvnitrat AgNO 3 0,5 M Ascorbinsyre Udførelse Forsøg Jern(III)thiocyanat-systemet : Fyld ca 200 ml demineraliseret vand i en konisk kolbe 10 ml 0,1 M jern(iii)nitrat og derefter 10ml 0,1 M kaliumthiocyanat Blandingen omrøres med en spatel Sker der noget? Noter! 7 reagensglas stilles op i et stativ Glas nr. de 1,2,3,5,6,7 fyldes en tredjedel op med ligevægtsblandingen Glas nr. 4 fyldes en tredjedel op med 0,1 M kaliumthiocyanat (4) Foretag de indgreb, der er angivet i skema på journalarket Sammenlign opløsningernes farve efter indgrebet med farven i kontrolglasset (glas 7) Bestem herudfra i hvilken retning ligevægt I forskydes

3 Navn:Søren Holm Juul i gruppe med: Bjarke Journalark: Observationer og resultater Reagensglas Indgreb Observation Farveskift? Bundfald? Skemaet udfyldes med det observerede farveskift. Skriv herudfra i hvilken retning ligevægten forskydes for de forskellige indgreb. Angiv om reaktionsbrøken Y bliver større eller mindre end K c umiddelbart efter blandingen. Hvad sker der ved blandingen af ligevægtsblandingen? Ligevægts- Forskydning (højre/venstre) Reaktionsbrøk i blandingsøjeblikket Ligevægt Y = K c Glas 1. Glas 2. Glas 3. Glas 4 0,1 M KSCN 1/3 fyldt op Glas 5. Glas 6. Fe(NO 3 ) 3 (aq) få korn ascorbinsyre rør rundt KSCN (aq) AgNO 3 (aq) AgNO 3 (aq) Placer i 80C varmt vandbad Ingen bundfald mørkerød Ingen bundfald farven forsvinder Meget mørkerød, ingen bundfald Mælkehvid og bundfald højre venstre højre - Ligevægt Y < K c Ligevægt Y > K c Ligevægt Y < K c farven forsvinder og der kommer bundfald venstre Ligevægt Y > K c Den bliver gul og der er ingen bundfald venstre - Ligevægt Y > K c Glas 7. Placer derefter blanding i isbad Den bliver vinrød højre Ligevægt Y < K c

4 Glas 8. kontrolglas Kontrolglas Orange Ingen Navn:Søren Holm Juul i gruppe med: Bjarke Journalark: Diskussion Glas 1: Hvorfor bliver blandingen rød, forklar ud fra reaktionsligningen? Hvad sker med reaktionsbrøken? (1) Fe 3+ + SCN - Fe(SCN) 2+ fordi der er mere Jernthiocyanat der er jo rødere bliver blandningen. Illustrer med en figur hvad der sker med koncentrationerne af reaktanter og produkter mht. tiden her bliver Fe(NO 3 ) 3 tilsat. Og koncentrationen stiger derfor.

5 Her kan vi se at koncentrationen af SCN falder da vi har tilsat Fe(NO 3 ) 3 Her kan man se at vores samlede konventration af Fe(SCN) 2+ er steget. Glas 2: Ascorbinsyren virker som reduktant. Hvad sker der? Ascorbinsyren afgiver en elektron. En redukant (reduktionsmiddel) afgiver en elektron til et andet stof.

6 Navn:Søren Holm Juul i gruppe med: Bjarke Glas 3: Hvad sker der med reaktionsbrøken i blandingsøjeblikket? Y bliver mindre end K c Tegn figur over forløbet af koncentrationer med tiden efter blandingen konsentrationen af SCN Glas 4: Hvad består bundfaldet af det består af AgSCN Glas 5: Forklar observationerne da vi hælder ag NO 3 ned i blandingen forsvinder farven. ag N O 3 Går sammen med SCN og danner AgSCN og det er det bundfaldet består af. Grunden til at farven forsvinder er at SCN forsvinder på venstre side, så bliver der produceret mere fe og SCN og derfor falder koncentrationen på højre side. Og til sidst har du kun Fe(III) ioner tilbage da alt SCN er blevet brugt.

7 Navn:Søren Holm Juul i gruppe med:bjarke Glas 6: Afgør ud fra forsøget om reaktionen fra venstre mod højre er endoterm eller exoterm. Placér på baggrund heraf Q (positiv varmemængde) i reaktionsskema I. Fe 3+ + SCN - Fe(SCN) 2+ Gul Rød den er endoterm da blandingen optager varme. Teoretisk beregning: Beregn koncentrationen af jern(iii)thiocyanationen ved ligevægt i ligevægtsblandingen. [FeSCN2+] = Kc*[Fe3+]*[SCN-] vi har en formel der hedder c_før*v_før=c_efter*v_efter så isolerer vi c_efter c_før*v_før=c_efter V_efter så her finder vi koncentrationen af fe(iii) 0,1 M * 0,01 = 0,005 mol 0,2 L Så skal vi finde koncentrationen af SCN: 0,1 M * 0,01 = 0,005 mol 0,2 L FeSCN2] = 138*0,005*0,005 FeSCN2 = 0,00345 mol