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, C0KI: 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:
Dung dịch
FeCl3 0,025 M
KI 0,025 M
Erlen 1
50 ml
Erlen 2
50 ml
Erlen 3
55 ml
Erlen 4
45 ml
Lầy 8 erlen sạch cho vào mỗi erlen 30ml nước cất, làm lạnh bằng nước đá.
Tiến hành thí nghiệm
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
Giải thích
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
tránh I2 không bị thăng hoa ở điều kiện
màu. Vtđ = 16.3 ml.
Kết thúc quá trình thí nghiệm.
→ ống 1,2 có màu vàng nhạt bởi vì còn
thường. Giúp ổn định nhiệt độ trong thời
( Fe3+ dư trong quá trình phản ứng với I2.
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
.
→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 :
Nồng độ các chất tại thời điểm cân bằng :
(M) (M)
(M)
Vậy hằng số cân bằng của phản ứng là:
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.
Nồng độ các chất tại thời điểm cân bằng :
(M) (M)
(M)
Vậy hằng số cân bằng của phản ứng là:
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.