Лабораторный эксперимент, страница 69 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Вопрос в параграфе. Параграф 12. Обратимость химических реакций. Химическое равновесие и способы его смещения. Глава II. Химические реакции - страница 69.

Условие.

Лабораторный эксперимент

В пробирку налейте 2–3 мл раствора соли железа(III) и добавьте 1 мл раствора роданида калия. Что наблюдаете?

Ионное уравнение реакции:

$\text{Fe}^{3+} + 3\text{SCN}^{-} \rightleftharpoons \text{Fe(SCN)}_3$

Разделите содержимое на две пробирки и добавьте: 1 мл раствора соли железа в первую пробирку и 1 мл раствора соли калия во вторую. Что наблюдаете? Объясните результаты.

Решение.

Решение 2.

В пробирку налейте 2–3 мл раствора соли железа(III) и добавьте 1 мл раствора роданида калия. Что наблюдаете?

Решение:

При смешивании раствора соли железа(III) (например, хлорида железа(III) $FeCl_3$, имеющего слабо-желтую окраску) и бесцветного раствора роданида калия ($KSCN$) происходит качественная реакция на катион железа $Fe^{3+}$. В результате взаимодействия образуются комплексные соединения роданида (тиоцианата) железа(III), которые придают раствору характерный интенсивный кроваво-красный цвет. Реакция является обратимой, что показано в ионном уравнении:

$Fe^{3+} + 3SCN^{-} \rightleftharpoons Fe(SCN)_3$

Образование окрашенного продукта, роданида железа(III), и является наблюдаемым явлением.

Ответ: При добавлении раствора роданида калия к раствору соли железа(III) наблюдается появление интенсивного кроваво-красного окрашивания.

Разделите содержимое на две пробирки и добавьте: 1 мл раствора соли железа в первую пробирку и 1 мл раствора соли калия во вторую. Что наблюдаете? Объясните результаты.

Решение:

Этот эксперимент иллюстрирует принцип смещения химического равновесия (принцип Ле Шателье). Исходная система находится в состоянии равновесия, которое можно описать уравнением:

$Fe^{3+} + 3SCN^{-} \rightleftharpoons Fe(SCN)_3$

Согласно принципу Ле Шателье, если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказать внешнее воздействие (в данном случае, изменить концентрацию реагирующих веществ), то равновесие сместится в направлении, которое ослабляет это воздействие.

1. Добавление раствора соли железа(III) в первую пробирку:

При добавлении раствора соли железа(III) увеличивается концентрация ионов $Fe^{3+}$. Чтобы скомпенсировать это увеличение, система смещает равновесие вправо, то есть в сторону образования продукта реакции — кроваво-красного роданида железа(III). В результате его концентрация в растворе возрастает.

Наблюдение: Окраска раствора в первой пробирке становится более интенсивной, более насыщенной.

2. Добавление раствора соли калия (роданида калия) во вторую пробирку:

При добавлении раствора роданида калия ($KSCN$) увеличивается концентрация роданид-ионов $SCN^{-}$. Аналогично первому случаю, система стремится ослабить это воздействие, и равновесие смещается вправо, в сторону образования продукта $Fe(SCN)_3$. Концентрация окрашенного комплекса также увеличивается.

Наблюдение: Окраска раствора во второй пробирке также становится более интенсивной.

Ответ: В обеих пробирках наблюдается усиление (увеличение интенсивности) кроваво-красной окраски. Это происходит из-за смещения химического равновесия вправо (в сторону образования продукта) в соответствии с принципом Ле Шателье, вызванного увеличением концентрации одного из исходных веществ: ионов $Fe^{3+}$ в первой пробирке и ионов $SCN^{-}$ во второй.