Опыт 4. Смещение равновесия и конкурирующие лигандообменные процессы

1. В две пробирки № 7и № 8 добавьте по 5 мл раствора из колбы № 1 (C _L = 0,020 моль/л, C _Fe = 0,001 моль/л). В пробирку № 7 добавьте 5 мл 0,02 М раствора KCl, в пробирку № 8 добавьте 5 мл 0,02 M раствора KF. Что наблюдаете?

2. Используя справочные данные (опыт 1), сравните устойчивость роданидных, хлоридных и фторидных комплексов железа. Происходит ли образование хлоридных комплексов в растворе пробирки № 7? Основываясь на принципе Ле Шателье–Брауна, объясните наблюдаемые в пробирке № 7 изменения.

3. Определите наиболее устойчивый фторидный комплекс железа(III), напишите реакцию его образования, исходя из [Fe(SCN)₃] и KF в молекулярном и ионном виде. Запишите через равновесные концентрации выражение для константы равновесия К _с этого процесса, а также выразите ее через известные величины общих констант образования роданидного и фторидного комплексов, приведите численное значение константы равновесия. Рассчитайте равновесный состав раствора пробирки № 8.

Теоретические вопросы

1. Дайте качественную характеристику термодинамического равновесия закрытой системы, в которой протекает химическая реакция.

2. Как можно определить, что в системе наступило равновесие?

3. Выразите константу равновесия реакции АВ_(г) = А_(г) + B_(г) через степень диссоциации АВ и давление.

4. Выведите соотношения между К_р и К_с для равновесия: 2SО_2(г) + О_2(г) 2SО_3(г).

5. Преобразуйте соотношение Δ G ° = Δ H ° – T Δ S ° = – RТ ln K тaк, чтобы было видно, как температура влияет на константу равновесия.

6. Предложите способ расчёта Δ G °, Δ Н ° и Δ S ° на основе известных значений констант равновесия исследуемой химической реакции при двух температурах.

7. Константа равновесия некоторой реакций при 293 К равна 5·10^-3, а при 1000 К составляет 2 ·10^-6. Определите (без расчётов) знак Δ Н этой реакции.

8. При повышении температуры давление в системе 2СО + О₂ 2СО₂ повышается. Определите знак изменения энтальпии реакции.

9. Для каких из указанных реакций уменьшение объёма сосуда приведёт к смешению равновесия в том же направлении, что и понижение температуры?

а) N_2(г) + О_2(г) 2NO_(г), Δ Н > 0;

б) СО_2(г) + С_(т) 2СО(г), Δ Н > 0;

в) 2СО_(г) + О_2(г) 2СО_2(г), Δ Н < 0;

г) СО_(г) + Н₂О_(г) СО_2(г) + Н_2(г), Δ Н < 0.

10. Написать выражения константы равновесия для следующих реакций, протекающих по уравнениям:

а) FeO_(т) + Н_2(г) Fe_(т)+ Н₂О_(г);

б) 2СO_(г) С_(т) + О_2(г);

в) 2Сu_(т) + O_2(г) 2СuО_(т).