XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ CÂN BẰNG CỦA PHẢN ỨNG

XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ CÂN BẰNG CỦA PHẢN ỨNG

BÀI 1 : XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ CÂN BẰNG CỦA PHẢN ỨNG

I Mục đích thí nghiệm:

Nghiên cứu cân bằng hóa học của phản ứng :

2FeCl3 + KI 2FeCl2 + I2 + 2KCl (1)

Từ đó tính nồng độ các chất phản ứng tại thời điểm cân bằng và xác định hằng số cân bằng Kc

II.Nguyên tắc :

Cho dung dịch FeCl3 tác dụng với dung dịch KI Tại thời điểm cân bằng, nồng độ I2 được xác định bởi cách chuẩn độ với Na2S2O3

Gọi [FeCl3], [FeCl3], [KI], [I2], [KCl] : Nồng độ của các chất tại thời điểm cân bằng

C0

FeCl3, C0

KI: Nồng độ ban đấu của FeCl3, KI trước khi pha loãng

C FeCl3, CKI : NỒng độ sau khi pha loãng để đưa vào phản ứng của FeCl3 và KI

III Thực hành:

 Chuẩn bị bảng thí nghiệm theo hương dẫn:

Lầy 8 erlen sạch cho vào mỗi erlen 30ml nước cất, làm lạnh bằng nước đá.

Đổ dung dịch erlen 1 vào erlen 2 ghi

thời điểm bắt đấu phản ứng (t=0)

Sau những khoảng thời gian 10, 20, 30,

40 phút, mỗi lần lấy 15 ml dung dịch

erlen đã được làm lạnh

Bắt đầu tiến hành chuẩn độ với Na2S2O3

0,01 với chất chỉ thị hồ tinh bột đến khi

dung dịch mất màu tím xanh (nâu)

Khi thể tích của 2 lần chuẩn độ kề nhau

thì kết thúc việc chuẩn độ

Kết quả thí nghiệm thu được :

→ Làm lạnh trong quá trình phản ứng để

tránh I2 không bị thăng hoa ở điều kiện

thường Giúp ổn định nhiệt độ trong thời

gian phản ứng ( 05C) để không thay đỗi Kc

trong quá trình phản ứng

→ Lấy dd ở những khoảng thời gian cách

nhau để xác định được Vtđ

→ I2 + Na2S2O3 →NaI

Na2S2O3 làm mất màu chỉ thị của hồ tinh bột

→ Vtđ lớn nhất vì pư càng lâu thì lượng I2 sinh ra càng nhiều và tại thời điểm tđ là lớn nhất

Ống 1 : dd mất màu tím xanh → màu vàng nhạt Vtđ = 12.7 ml

Ống 2: dd mất màu tím xanh→vàng nhạt nhẹ Vtđ = 14.3 ml

Ống 3: dd mát màu tím xanh→dd không màu Vtđ = 16.2 ml

Ống 4: dd mất màu tím xanh →dd không màu Vtđ = 16.3 ml

Kết thúc quá trình thí nghiệm

→ ống 1,2 có màu vàng nhạt bởi vì còn ( Fe3+ dư trong quá trình phản ứng với I2

→ống 3 ,4 dd mất màu từ từ chuyển sang màu tím xanh nhạt bởi quá trình pư là quá trình thuận nghịch nên để một thời gian I2 lại sinh ra và làm dd có màu tím xanh

 Thí nghiệm tương tự với Erlen 3 và Erlen 4 Kết qủa thu được :

Ống 1: Vtđ = 10.9 ml

Ống 2: Vtđ = 12.6 ml

Ổng 3: Vtđ = 15 9 ml Ỗng 4: Vtđ = 16.1 ml

 Xử lý số liệu :

Từ bảng số liệu ta thấy rằng, thể tích dung dịch Na2S2O3 0.01M ứng với thời điểm cân bằng là 16.3 ml

Nồng độ của FeCl3 và KI sau khi trộn lẫn với nhau là :

C FeCl

3=C FeCl

3

3

V FeCl

50

C KI=C KI0 V KI

V FeCl

3+V KI =0 025

50

Nồng độ các chất tại thời điểm cân bằng :

[I2]=

V Na

2 S2O3x 0 01

2 x 15 =

16 3 x 0 01

2 x15 =5 43 10

−3

(M )

[FeCl 2]=2[I2]=2 x 5 43 10−3=0 ,0109 (M )

3−[FeCl 2]=C FeCl

3−2[I2]=0 0125−2 x 5 43 10 −3 =1 63 10 −3

(M) [KI]=C KI−2[I2]=0 0125−2 x 5 43 10−3=1 63 10−3 (M)

[KCl]=2[I2]=2 x 5 43 10−3=0 , 0109 (M)

Vậy hằng số cân bằng của phản ứng là:

Kc=[FeCl 2]2.[I2].[KCl]2

[FeCl 3]2.[KI]2 =

(0 ,0109 )2.(5 43 10 −3) (0 , 0109)2

(1 63 10−3)2.(1 63 10−3)2 =10 65

Tương tự với erlen 3,4 Kết quả cho ta thấy, thể tích dung dịch Na2S2O3 0.01M ứng với thời điểm cân bằng là 16.1 ml

C FeCl

3=C FeCl

3

0 V FeCl

3

V FeCl

3+V KI=0 025∗

55

100=0 01375 (M )

C KI=C KI0 V KI

V FeCl

3+V KI=0 025

45

100=0 01125( M )

Nồng độ các chất tại thời điểm cân bằng :

[I2]=

V Na

2 S2O3x 0 01

16 1 x0 01

2 x 15 =5 36.10

−3

(M )

[FeCl 2]=2[I2]=2 x 5 36 10−3=0 , 0107( M )

3−[FeCl 2]=C FeCl

3−2[I2]=0 01375−2 x 5 36 10 −3 =3 03 10 −3

(M) [KI]=C KI−2[I2]=0 01125−2 x 5 36 10−3=5 3 10−3 (M)

[KCl]=2[I2]=2 x 5 36 10−3=0 , 0107 (M)

Vậy hằng số cân bằng của phản ứng là:

Kc=[FeCl 2]2.[I2].[KCl]2

[FeCl 3]2.[KI]2 =

(0 ,0107 )2.(5 36 10 −3) (0 , 0107)2

(3 03 10−3)2.(5 3 10−3)2 =0 2724

Nhận xét:

Theo kết qua trên, ta thấy rằng hằng số cân bằng Kc trong 2 thí nghiệm trên sai lệch rất ít, điều đó chứng tỏ rằng, hằng số cân bằng không phụ thuộc vào nồng

độ của các chất phản ứng

Người ta ứng dụng hằng số cân bằng trong việc tính toán sản phẩm sao cho sản phẩm tạo ra là cao nhất, do tại thời điểm cân bằng, sản phẩm tạo ra là cao nhất hay sản phẩm cần

II Trả lời câu hỏi:

1 Tại sao dừng chuẩn độ khi thể tích ở 2 lần chuẩn độ liên tiếp bằng nhau?

Khi chuẩn độ 2 lần liên tiếp sau một khoảng thời gian t nào đó nếu thể tích là như nhau thì chứng tỏ rằng nộng độ của các chất trong dung dịch đã ổn định, khôn còn biến dổi nửa, có nghĩa là phản ứng đã đạt trạng thái cân bằng, ta có thể ngừng chuẩn dộ

2 Ý nghĩa hằng số cân bằng của phản ứng?

Hằng số cân bằng là hằng số khi mà tốc độ phản ứng thuận và tốc độ phản ứng nghịch bằng nhau, vì vậy nếu biết được hằng số cân bằng của một phản ứng ta có thể điều khiền được phản ứng đó, tối ưu hoá lượng sản phẩm mà ta cần