[ ]Kemi B

Andreas J. Dyndegaard

Forsøg udført med: Peter Sørensen, Rie Eriksen og Tanya Teglbjærg

Formål

I dette forsøg vil vi undersøge hvordan den kemiske ligevægt kan påvirkes af forskellige indgreb. Reaktionen

som vi vil afprøve denne ligevægtsforskydning på er en reaktion mellem jern(III)ioner og thiocyanat.:

Fe3+¿ (aq )+SC N−¿ (aq )↔FeSCN 2+¿ (aq) ¿¿ ¿

gul farveløs rødbrun

Vi kan derfor ud fra farveændringer konkluderer hvilken vej reaktionen forskydes. Vi vil også undersøge om

ligevægtsforskydningen kan begrundes med Les Chatelier's ligevægtslov.

Kemikalier

- 1 M kaliumthiocyanat/KSCN (aq) - Sundhedsskadeligt, forurenende i vandmiljøer og irriterer huden ved

kontakt. Kan give eksem.

- 0,1 M jern(III)nitrat/Fe(NO3)3 (aq) - irriterer øjne, hud og åndedrætsorganerne. Kan ved kontakt med

brændbart materiale føre til ild.

- Kaliumthiocyanat/KSCN (s) - Sundhedsskadeligt, forurenende i vandmiljøer og irriterer huden ved kontakt.

Kan give eksem.

- Jern(III)nitrat/Fe(NO3)3 (s) - irriterer øjne, hud og åndedrætsorganerne. Kan ved kontakt med brændbart

materiale føre til ild.

- Natriumdisulfit/Na2S2O5 (s) - Farligt for øjnene og ved indtagelse, generelt sundhedsskadeligt og udvikler

giftig gas ved kontakt med syre.

- Sølv(I)nitrat/AgNO3 (s) - Giftigt ved indtagelse.

Teori

Reaktionsskemaet for redoxreaktionen hvor jern(III)-ioner bliver reduceret til jern(II)-ioner, og

hydrogensulfit bliver omdannet til sulfat ser således ud:

Jeg starter med at give stofferne oxidationstal.

+III +I +IV -II +II -VI -II

Fe3+ (aq) + HSO3- (aq) → Fe2+ (aq) + SO4

2- (aq)

Fe ↓ 1 2

S ↑ 2 1

2 Fe3+ (aq) + HSO3- (aq) → 2 Fe2+ (aq) + SO4

2- (aq)

lad: +6 -1 +4 -2

+5 = +2

Der tilføjes nu 3 H+ på højre side for at få samme ladning, derefter afstemmes med vand.

H20 (aq) + 2 Fe3+ (aq) + HSO3- (aq) → 2 Fe2+ (aq) + SO4

2- (aq) + 3 H+

oxy: 1 3 4

4 = 4

Reaktionen stemmer.

Sølv(I)-ioner og thiocyanat danner et tungtopløseligt salt. Fældningsreaktionen ser således ud:

Ag+ (aq) + SCN- (aq) → AgSCN (s)

Udførelse af forsøget

Grundet tidligere nævnte kemikaliers virkninger bruges der ved forsøgets udførelse forklæde og briller.

Handsker er også en god ide.

Foruden kemikalierne medvirkede der også destilleret vand, isterninger og kogende vand. Desuden brugte

vi følgende apparatur:

elkedel

bægerglas, 1 x 150 ml og 2 x 250 ml

engangspipetter

glasspatel

brøndplade med 4 ml brønde

2 x reagensglas

Vi hældte først ca. 100 ml destilleret vand i det lille bægerglas og tilsatte 20 dråber 0,1 M jern(III)nitrat-

opløsning og 10 dråber 1 M kaliumthiocyanat og rørte med spatelen. Med kalium- og nitrat-ionerne som

tilskuerioner fik reaktionen beskrevet i "Formål". Vi kunne se at farven blev orange. Med pipette fordelte vi

noget af blandingen i 5 brønde. A-E. Brønd A brugte vi som reference.

I de andre fire brønde tilsatte vi forskellige kemikalier. På

billedet til højre kan se de 5 brønd. De går fra A-E i

læseretning.

I brønd B tilsatte vi det faste stof jern(III)nitrat. Blandingen

blev mørke rød. Dvs. at der skete en forskydning mod højre.

Vi fik dannet mere FeSCN2+. Det skete fordi at vi tilsatte

jern(III)-ioner som blandingen måtte bruge nogle af, for at

skabe ligevægt.

I brønd C tilsatte vi et andet fast salt, kaliumthiocyanat.

Blandingen ændrede farve til meget mørk og kraftig rød.

Igen en forskydning mod højre. Der blev igen dannet mere

FeSCN2+. Denne gang var det thiocyanationer der blev tilsat

og derfor skulle reageres for at skabe ligevægt.

I brønd D tilsatte vi natriumdisulfit. Denne gang blev farven lys gul. Vi får derfor en forskydning mod venstre

da der kommer en overvægt af jern(III)ioner.

I brønd E tilsatte vi sølv(I)nitrat. Farven blev denne gang farveløs og der dannedes bundfald. reaktionen løb

mod venstre igen.

Den blanding der var tilbage i 150 ml bægerglas, blev hældt op i to reagensglas. Det ene reagensglas blev

puttet i is og det andet i kogende vand. Vi observerede farveændringerne. Den nedkølede blanding blev

mørkere i farven og den opvarmede blev lysere. Af det

kan vi konkludere at reaktionen er exoterm mod højre.

Det kan vi fordi den nedkølede blev mørkere og

reaktionen derfor løb mod højre. Pga. at blandingen

blev nedkølet lavede den, den reaktion der dannede

varme for at få temperaturen op igen. Ligeledes

prøvede den at nedkøle sig selv ved opvarmning ved at

lave den endoterme reaktion ske. Altså reaktionen mod

venstre. På billedet har vi den nedkølede blanding til

venstre og den opvarmede til højre.

Efterbehandling

Ved ligevægt gælder det at Y=K. Y er reaktionsbrøken og K er ligevægtskonstanten. Altså er reaktionsbrøken

og ligevægtskonstanten lige med hinanden ved ligevægt. K er afhængig af temperaturen.

Y=¿¿

Når der pilles ved en ligevægt vil Y ændres. Så er Y ikke længere lig med K. Reaktionen vil så forskydes i en

retning der gør at det gælder at Y=K igen. Hvis vi f.eks. fifler med reaktionen så den forløber mod højre,

stiger tallet i tælleren og falder hos hver af reaktanterne i nævneren. Y bliver derved større end K og vil for

at skabe ligevægt igen forskydes mod venstre indtil Y=K. Det omvendte vil også ske. Altså bliver Y mindre

forløber reaktionen mod venstre.

Konklusion

Vi kan nu konkludere, ud fra ligevægtsloven og forsøgsobservationer, at kemisk ligevægt kan forskydes mod

højre og venstre, ved at påvirke reaktionerne med varme, kulde eller tilsætte/fjerne nogle af de involverede

stoffer og ioner. Vi kan også ved varme og kulde påvirkning bestemme hvilken retning reaktion er hhv.

endoterm og exoterm.