Równowaga chemiczna w oparciu o wybrane czynniki – czyli


Równowaga chemiczna
w oparciu o wybrane czynniki
– czyli, co w probówce piszczy

Karolina Bartoszek, Karolina Gola
Liceum Ogólnokształcące nr VII im. K. K. Baczyńskiego we Wrocławiu

Na co dzień dosyć często spotykamy się z pojęciem równowagi.
Występuje ona zarówno w Ŝyciu codziennym jak i w przyrodzie.
Spotykamy się z nią równieŜ na kaŜdych zajęciach laboratoryjnych.
Stan równowagi to stan, gdy reakcja w jedną i drugą stronę
zachodzi z taką samą szybkością.
Reguła przekory – reguła Le ChatelieraBrauna


Nasze doświadczenie:
Wpływ stęŜenia liganda i trwałości
kompleksu na równowagę reakcji tworzenia
się kompleksów z jonami Cu2+. 

Jeśli na układ zamknięty w stanie równowagi podziała
jakiś czynnik zakłócający ten stan, to układ zachowa
się tak, Ŝeby osłabić działanie tego czynnika i osiągnąć
na powrót stan równowagi.
Czynniki wpływające na stan równowagi:
 zmiana temperatury
 zmiana stęŜenia jednego z reagentów
 zmiana ciśnienia( w gazach )
Co jest potrzebne, aby dobrze
wykonać doświadczenie:
 probówki
 CuCl2 0,5M
 HCl stęŜony
NH3⋅H2O stęŜony
 woda destylowana

Trwałość kompleksów
Czynniki wpływające na trwałość kompleksów:
a. czynniki wewnętrzne tj. właściwości atomu centralnego i ligandów – jak w naszym doświadczeniu – amoniak tworzy trwałe związki
kompleksowe
b. czynniki zewnętrzne – warunki środowiskowe: temperatura, ciśnienie, stęŜenie, pH rru.


Od tego, jak trwały jest kompleks zaleŜy stan równowagi chemicznej.
W przypadku większości kompleksów reakcje zastępowania jednych ligandów przez drugie, tworzące kompleksy trwalsze, przebiegają szybko –
równowaga między składnikami kompleksu a utworzonym kompleksem ustala się bardzo szybko. Kompleksy takie nazywa się labilnymi.
W naszym doświadczeniu mamy do czynienia z takimi właśnie kompleksami.



Opis doświadczenia
Do 3 probówek nalałyśmy chlorku miedzi (II), a następnie:
do probówki 1 dodałyśmy wody destylowanej, wówczas barwa
uległa rozjaśnieniu

do probówki 2 dodałyśmy kilka kropli stęŜonego chlorowodoru oraz
wody destylowanej, wówczas nastąpiła zmiana barwy z niebieskiej na na
zieloną, a następnie roztwór się odbarwił
do probówki 3 dodałyśmy kilka kropli stęŜonego amoniaku oraz wody
destylowanej, wówczas powstał dwufazowy układ: granatowy
roztwór oraz turkusowy osad.
Wnioski z doświadczenia
Probówka 1
CuCl2 + 4H2O ⇆ [Cu(H2O)4]2+ + 2Cl
W wyniku tej reakcji powstaje anion
tetraakwamiedzi(II). Równowaga przesunęła
sie w lewo, poniewaŜ ilość substratu została
zmniejszona.

Probówka 2
[Cu(H2O)4]2+ + Cl ⇆ [Cu(H2O)3]+ + H2O
W wyniku tej reakcji powstaje kation
triakwachloromiedzi(II). Zwiększenie stęŜenia
jonów chlorkowych, spowodowało
przesunięcie stanu równowagi w prawo.
[Cu(H2O)3Cl]+ + Cl ⇆ [Cu(H2O)Cl2] + H2O
[Cu(H2O)Cl2] + Cl ⇆ [Cu(H2O)Cl3] + H2O
[Cu(H2O)Cl3] + Cl ⇆ [CuCl4]2 + H2O



W wyniku tych reakcji powstaje anion
tetrachloromiedzian(II).
Dodanie wody powoduje wyrównanie reakcji.
PołoŜenie stanu równowagi zaleŜy od stęŜenia
liganda (jonów Cl). Po zmniejszeniu stęŜenia
jonów Cl równowaga przesuwa się w lewo.


Probówka 3
[Cu(H2O)4]2+ + 4NH3*H2O⇆
⇆ [Cu(NH3)4]2+ + H2O
W wyniku tej reakcji powstaje kation
Tetraaminamiedzi(II). Wzrasta tu stęŜenie liganda,
co powoduje przesunięcie się stanu równowagi
w lewo.
Amoniak tworzy trwałe kompleksy.

Bibliografia
A.Cotton, G. Wilkinson, Chemia nieorganiczna,
PWN, Warszawa 1998
A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej,
PWN, Warszawa 1987
K.Pazdro,
Podręcznik
do
kształcenia
rozszerzonego w liceach Część II Chemia
fizyczna, Oficyna Edukacyjna, Warszawa 2009