Отчет по работе

должен содержать:

­ теоретическое обоснование экспериментальной части работы и методику эксперимента;

– данные по составу и количеству используемого раствора и таблицу наблюдений (табл. 4);

– табл. 5 начальных и равновесных концентраций реагентов;

– расчет величин констант равновесия для всех четырех опытов;

– расчет величины максимальной относительной погрешности определения константы равновесия для какого-нибудь одного случая;

– пользуясь уравнением (7), определить среднее значение Δ_rH^o при фактической температуре в водяной бане;

– рассчитать теоретическое значение Δ_rG^o, полученное для данной реакции с помощью термодинамических таблиц, например по методу Темкина–Шварцмана;

– сравнить опытную величину Δ_rG^o с расчётной, объяснить возможное расхождение значений.

Лабораторная работа 3

Изучение равновесия гетерогенной реакции

Цель работы: Определение константы химического равновесия гетерогенной реакции по экспериментальным данным.

Приборы и реактивы: порошкообразное серебро, 0,04 М раствор нитрата железа (III) Fe(NO₃)₃ в 0,02 М азотной кислоте HNO₃, 0,01 н раствор роданида калия KCNS, дистиллированная вода, шесть сухих колб емкостью 50 мл с пробками, три бюретки на 25 или 50 мл, пипетка Мора на 10 мл, резиновая груша (или дозатор УДП-1), коническая колба для титрования на 100…150 мл, технохимические весы.

Теоретическое обоснование

Объектом исследования является окислительно-восстановительная реакция:

(21)

или в ионной форме:

Fe³⁺+Ag_(тв)= Fe²⁺+Ag⁺ . (22)

Константа равновесия, выраженная через активности, будет иметь вид

, (23)

поскольку активность серебра, как чистой конденсированной фазы, равна а_Ag(тв)=1. Переходя к концентрациям, получим:

. (24)

Коэффициент активности иона определяется ионной силой раствора, вычисленной по уравнению:

, (25)

где С_i – концентрация иона (моль-ион/л), z_i – заряд иона.

В водных растворах, где ионная сила не превышает 0,1-0,15, коэффициенты активности ионов одной валентности приблизительно одинаковы. Значения коэффициентов активности ионов в водном растворе в зависимости от ионной силы раствора приводятся в табл. 6.

Таблица 6

Зависимость коэффициентов активности

разновалентных ионов от ионной силы

Ионы	Коэффициент активности при ионной силе (I)
	I=0,001	I=0,005	I=0,010	I=0,050	I=0,100	I=0,200
одновалентные	0,97	0,93	0,90	0,81	0,76	0,70
двухвалентные	0,87	0,74	0,66	0,44	0,33	0,24
трехвалентные	0,73	0,51	0,39	0,15	0,08	0,04
четырехвалентные	0,56	0,30	0,19	0,04	0,01	0,003

Таким образом, для вычисления константы равновесия по уравнению (33) необходимо опытным путем определить равновесные концентрации всех ионов и, подсчитав ионную силу раствора, найти соответствующие ей коэффициенты активности ионов по данным табл. 6, пользуясь для промежуточных значений ионной силы графической зависимостью: .