Технологические аспекты когнитивного подхода к изучению Химии студентами ГУИМЦ МГТУ им. Н.Э. Баумана
Лабораторный журнал
Работа № 2.Химическоеравновесие
Фамилия имя отчество: Вилюха Юлия.
Дата выполнения: 20.11.2013г.
Дата сдачи: 21.11.2013г.
Цель работы - изучение влияния различных факторов на химические равновесие и его количественные характеристики.
Теоретическая часть
Химическое равновесие –термодинамическое равновесие в химически реагирующей системы, между компонентами которой осуществляется кинетически обратиться реакция.
Параметры состояния системы прихимическом равновесии не зависят от времени; состав такой системы называют равновесным.
Кинетическое равновесие - раздел физической химии, изучающий закономерности протекания химических реакций во времени, зависимости этих закономерностей от внешних условий, а также механизмы химических превращений.
Термодинамическим равновесием - состояние термодинамической системы, не изменяющиеся во времени и не сопровождающееся переносом через систему вещества или энергии.
Константа равновесие К с - величина, определяющая для данной химической реакции соотношение между термодинамическими активностями (либо, в зависимости от условий протекания реакции, парциальными давлениями, концентрациями или фугитивностями) исходных веществ и продуктов в состоянии химического равновесия (в соответствии с законом действующих масс).
Смещение положение равновесия – влияние изменения внешних условий на состояние равновесия устанавливается термодинамическим положением, впервые формулированным Ле Шателье теоретически обоснованным К. Брауном.
Положение химического равновесия зависит от следующих параметров реакции: температуры, давления и концентрации. Влияние, которое оказывают эти факторы на химическую реакцию, подчиняется закономерности, которая была высказана в общем виде в 1885 году французским ученым Ле-Шателье.
Факторы, влияющие на химическое равновесие:
1) температура
При увеличении температуры химическое равновесие смещается в сторону эндотермической (поглощение) реакции, а при понижении-в сторону экзотермической (выделение) реакции.
CaCO3=CaO+CO2 -Q t↑ →, t↓ ←
N2+3H2↔2NH3 +Qt↑ ←, t↓ →
2) давление
При увеличении давления химическое равновесие смещается в сторону меньшего объёма веществ, а при понижении в сторону большего объёма. Этот принцип действует только на газы, т.е. если в реакции участвуют твердые вещества, то они в расчет не берутся.
CaCO3=CaO+CO2 P↑ ←, P↓ →
1моль=1моль+1моль
3) концентрация исходных веществ и продуктов реакции
При увеличении концентрации одного из исходных веществ химическое равновесие смещается в сторону продуктов реакции, а при повышении концентрации продуктов реакции-в сторону исходных веществ.
S2+2O2=2SO2 [S],[O]↑ →, [SO2]↑ ←
Принципы Ле Шателье-Брауна: если на систему, находящуюся в состоянии истинного химического равновесия, оказывать внешнее воздействие путем изменения какого-либо из условий (С i, T, p i, p общ), определяющих положение равновесия, то в системе происходит изменение равновесного состава и смещение положения равновесия в направлении того процесса, протекание которого ослабляет эффект (влияние) этого воздействия.
Закон действующих масс - устанавливает соотношение между массами реагирующих веществ в химических реакциях при равновесии, а также зависимость скорости химической реакции от концентрации исходных веществ (или основной постулат химической кинетики часто называют законом действующих масс, который для элементарных реакций был сформулирован Гульдбергом и Вааге).
Динамический характер означает непрерывное протекание с одинаковой скоростью как прямой, так и обратимый реакции становится равной нулю.
Опыт №1. Влияние посторонних веществ и изменения концентраций компонентов на положение химического равновесия.
1) Добавим железо разбавление (FeCl3 - цвет желтый)в 5 ячейку по три капли.
FeCl3
 | |||||||||
 |  |  |  | ||||||
2) Добавим гранат (NH4CNS – прозрачный цвет) в 5 ячейку по 1 капельку и получили красный цвет (или как кровь).
NH4CNS
 |  | | | |
3)
4)
3) Еще добавим натрий концентрирование NH4CN3в 1 ячейку по 3 капли, и получили цвет еще темнее (очень темный).
NH4CN3
| |||||||||
 | | | | ||||||
4) Еще добавим железо концентрирование (FeCl3 – смуглый цвет) во 2 ячейку по три капли и получили цвет темно-красный.
FeCl3
| |||||||||
|  | | | ||||||
5) Еще добавим хлорида аммония (NH4Cl – порошок белого цвета) два раза в 3 ячейку и получили цвет ярко-красный, посветлело.
NH4Cl 
| |||||||||
| |  | | ||||||
6) Еще добавим кристалл щавелевой кислоты (N2C204 – порошок белого цвета) два раза в 4 ячейку и получили стветлее.
N2C204
 | |||||||||
| | | | ||||||
Уравнение:
FeCl3 + 3NH4NСS Fe(NСS)3 + NH4Cl
Желтый Прозрачный Красное вино Белый
Добавляемые вещества:
При добавлении FeCl3 концентрации равновесия сместилось направо → темнее
При добавленииNH4NCS концентрации равновесия сместилось направо →темнее
Добавляем NH4Cl концентрации равновесия пошло влево ←светлее
Добавляем Н2С2О4 концентрации равновесия пошло влево ←светлее.