Теоретическое обоснование

Растворимость иода в воде увеличивается при добавлении иодидов или бромидов. Это объясняется образованием комплексов и. Используя данные по распределению иода между водой и органическим растворителем, можно рассчитать константу равновесия реакций образования комплексов при тех же температурах, при которых определяется константа распределения. Константу равновесия рассчитывают по уравнениям:

; .

Для этого изучают распределение иода между 0,05 н KBr или 0,01 н KI и органическим растворителем.

Методика эксперимента

Предварительно определяют коэффициент распределения иода между водой и органическим растворителем. Затем провести опыты, используя вместо дистиллированной воды 0,01н KI или 0,05н KBr. При изучении равновесия реакции:

,

равновесные концентрации в органическом и водном слоях определяют титрованием пробы из органического слоя 0,05 н Na₂S₂O₃ и пробы из водного слоя 0,001 н Na₂S₂O₃. При изучении равновесия реакции

пробы из органического слоя титруют 0,1 н Na₂S₂O₃ и пробы из водного слоя – 0,01 н Na₂S₂O₃. При титровании водного слоя раствором тиосульфата определяют весь растворённый иод, находящийся как в свободном виде I₂, так и в виде комплексного иона [I₃]^– или [I₂Br]^–. Концентрацию молекулярного иода I₂ в водном растворе определяют по коэффициенту распределения и концентрации иода в сопряжённом неводном слое из соотношения:

,

где K – коэффициент распределения иода между водой и органическим растворителем.

Концентрацию комплексного иона [I₃]^– или [I₂Br]^– рассчитывают по уравнению

[I₂]_{свободный} + [(I₃)^–] = [I₂],

где [I₂] – суммарное содержание иода в водном слое. Отсюда следует, что

[(I₃)^–] = [I₂] – [I₂]_{свободный}.

Концентрацию свободного [I^–] или [Br^–] находят из равенств:

[I^–]_{свободный} + [(I₃)^–] = [KI],

[Br^–]_{свободный} + [(BrI₂)^–] = [KBr],

где [KI] – концентрация исходного раствора KI; [KBr] – концентрация исходного раствора KBr.

Провести по три опыта при температурах T₁ и T₂ и определить средние константы равновесия и, соответственно. Затем вычислить тепловой эффект реакции иS, используя уравнение изобары химической реакции:

.

Отчет по работе

должен содержать:

– теоретическое обоснование экспериментальной части работы и методику эксперимента;

– расчет величины константы равновесия;

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

– расчет величины теплового эффекта;

– сравнить опытную величину Δ_rG^o с расчетной, полученной для данной реакции с помощью термодинамических таблиц.

Библиографический список

1. Полторак, О.М. Термодинамика в физической химии [Текст] / О.М. Полторак.– М.: Высшая школа, 1991. – 319с.

2. Физическая химия. Теоретическое и практическое руководство [Текст] / под ред. Б.П. Никольского. – Л.: Химия. 1987. – 880с.

3. Линчевский, Б.В. Физическая химия [Текст] / Б.В. Линчевский. – М.: МГВМИ. 2001. – 256с.

4. Семиохин, И.А. Физическая химия [Текст] / И.А. Семиохин. – М.: МГУ. 2001. – 270с.

5. Карапетьянц, М.Х. Химическая термодинамика [Текст] / М.Х. Карапетьянц. –М.: Химия. 1973. – 584с.

6. Физическая химия. Кн.1 Строение вещества. Термодинамика. [Текст] / под ред. К.С. Краснова. – М.: Высшая школа. 1995. – 512с.

7. Мелвин-Хьюз, Э.А. Физическая химия. [Текст]. В 2-х книгах / под ред. Я.И. Герасимова. – М.: Изд-во иностранной литературы. 1962. – 1148с.

8. Стромберг, А.Г. Физическая химия [Текст] / А.Г. Стромберг, Д.П. Семченко. – М.: Высшая школа. 1999. – 528с.

9. Герасимов, Я.И. Курс физической химии [Текст] / Я.И. Герасимов [и др.]; под общей ред. Я.И. Герасимова. – М.-Л.: Химия. 1964. Том I. – 624с.

10. Практикум по физической химии [Текст] / Н.К. Воробьев [и др.] – М.: Химия. 1964. – 384с.

11. Практикум по физической химии [Текст] / под ред. В.В. Буданова и Н.К. Воробьева. – М.: Химия. 1986. – 352с.

1можно поместить кусочки льда в колбу непосредственно перед выливанием в нее пробы