Вміст колб № 1-6

Методичні вказівки

Експериментальна частина

Обладнання та реактиви: розчин FeCl₃ 0,03 М; розчин KI 0,03 M; розчин Na₂S₂O₃ 0,02 Н; установка для титрування; конічні колби на 100 мл – 9 шт; конічні колби на 200 мл – 6 шт; піпетки на 20 мл – 2 шт; термостат; розчин крохмалю; ванна з льодом.

У даній роботі вивчають хімічну рівновагу на прикладі реакції:

2FeCl₃ + 2KI 2FeCl₂ + I₂ + 2KCl

або в йонному вигляді: 2Fe³⁺ + 2I^– 2Fe²⁺ + I₂.

Константу йонної рівноваги в даному випадку можна представити наступним виразом:

. (2.1)

Послідовність виконання роботи.Беруть шість сухих колб з притертими корками ємністю 200 см³. Пронумерувавши колби, наливають кількості розчинів точної концентрації показані в табл. 2.1.

Таблиця 2.1

0,03 М FeCl3, см^3		–		–		–
0,03 М KI, см^3	–		–		–

Дослід проводять при різних температурах: кімнатній (17–20 ⁰С), 40 та 60 ⁰С (водяний термостат). Попередньо 30 хв колби витримують при заданих температурах: 1–2 при кімнатній, 3 – 4 при 40 ⁰С, 5 – 6 при 60 ⁰С. Паралельно готують конічні колби ємністю 100 см³ для аналізу відібраних проб (для титрування). Для цього в кожну колбу наливають 35–50 см³ дистильованої води і ставлять для охолодження у ванну з льодом.

Після термостатування колб 1-6 впродовж 30 хв зливають вміст колб 1 і 2, 3 і 4, 5 і 6. Колби із реакційною сумішшю щільно закривають корками та витримують за тих же температур.

Неменше ніж через 2 год після зливання з кожної колби, не виймаючи її із термостату, відбирають піпеткою 20 см³ розчину і зливають в охолоджену колбу для титрування. Йод, що виділився, відтитровують 0,02 Н розчином натрій тіосульфату до блідо-рожевого забарвлення. Потім додають декілька краплин розчину крохмалю та титрують до зникнення забарвлення. Світло-синє забарвлення, яке з’являється через деякий час після титрування не враховують. Однаковий об’єм розчину титранту, витрачений на титрування йоду в двох послідовних пробах із однієї колби, вказує на досягнення рівноваги.

Рівноважну концентрацію йоду розраховують за формулою:

, (2.2)

де N₁ – нормальність розчину натрій тіосульфату; V₁ – об’єм розчину натрій тіосульфату, затрачений на титрування; V₂ – об’єм відібраної проби (20 мл).

Згідно з рівнянням реакції, рівноважна концентрація йонів Феруму (ІІ) ([ Fe²⁺ ]) рівна подвоєній рівноважній концентрації йоду:

(2.3)

Концентрація [Fe³⁺] рівна:

або

, (2.4)

де С₀` (FeCl₃) – концентрація FeCl₃ до початку реакції (після зливання розчинів FeCl₃ та KI).

Величину С₀` (FeCl₃) обчислюють із концентрації вихідного розчину (С ₀(FeCl₃) = 0,03 М), враховуючи розбавлення при змішуванні розчинів FeCl₃ та KI:

, (2.5)

де а і b – об’єми розчинів FeCl₃ та KI, відповідно взятих для проведення реакції (а = b = 50 мл).

Концентрацію [ I ^– ] обчислюють за рівнянням:

. (2.6)

Як і в попередньому випадку:

, (2.7)

де С₀` (KI) – концентрація KI до початку реакції (після зливання розчинів FeCl₃ та KI); С₀(KI) – вихідна концентрація KI (0,03 М).

Розрахунок константи рівноваги (К_с) при заданій температурі проводять за формулою (2.1).

Результати досліджень та розрахунків записують у таблицю 2.2.

Таблиця 2.2

Дата добавления: 2015-05-23