ARTIKKEL

– Forskydning af ligevægt

 

Formål

 

Formålet er at påvise Le Chateliers princip via Jern(III)ioner og thiocyanationer, der påvirkes af ydre faktorer.

 

Teori

 

Kemisk ligevægt beskriver at hastigheden hvormed reaktanter omdannes til produkter og produkter til reaktanter er konstant, det vil sige at der balance mellem de modsat rettede reaktioner. 

 

Kemisk ligevægt er dynamisk ligevægt. Det vil sige, at der på trods af  indtræffelse af ligevægt stadigvæk vil forekomme en omdannelse af reaktanter til produkt, eller produkt til reaktanter. Reaktionen vil blot ske på det mikroskopiske og ej makroskopiske niveau.

 

Forinden at ligevægten indtræffer vil koncentration af reaktanter typisk være større end koncentrationen af produktet. Reaktionen løber altså mod højre fra venstre indtil ligevægt indtræffer.[1] Dog kan reaktionen løbe mod venstre fra højre. I dette tilfælde vil der inden ligevægten finder sted være en større mængde produkt end reaktanter i tilstede i det pågældende tilfælde. Reaktionen forløber dermed ved spaltning af produktet til reaktanter.

 

Som eksempel som på reaktion, hvor der indtræffer kemisk ligevægt, gives følgende syre-base reaktion med eddikesyre og den hertil korresponderende base. Eddikesyre er en organisk, svag syre. I henhold til syre-base reaktionen forekommer ligevægt oftest i tilfælde af svage baser og svage syre, som organiske syre gerne er.

 

CH3COOH (aq) ⇌ H+ (aq) + CH3COO– (aq)

 

Desuden indtræffer ligevægten efter korter tid ved syre-base reaktioner

 

Le Chateliers princip forklare at der vil ske en forskydning af ligevægt i tilfælde af at reaktionen påvirkes af ydre indgreb. Et ydre indgreb i en dynamisk ligevægt vi altså forskyde ligevægten i den retning, der gør virkningen af indgrebet mindre.[2] Et sådan ydre indgreb kan bl.a. være ændring af temperatur, tryk eller tilføjelse af et stof.
Ved tilføjelse af reaktant vil reaktionen forskyde sig mod højre, og der dannes yderligere produkt. Der kan desuden tilføjes stoffer der vil forskyde en reaktion mod venstre, ved at binde sig til en reaktant, så der ej er mulighed for at danne ønskede produkt.

Tryk påvirker kun reaktionen, hvis der ikke optræder lige mange molekyler i gasfasen på begge sider af reaktionspillen. Ved en sådan reaktion vil ændring af tryk, der påvirke forskydning af ligevægt, da reaktionen vil søge at forskyde sig, så tryk ændringen modvirkes. Tryk beskriver hvor ofte molekyler rammer kanten. Ved en trykstigning vil ligevægten derfor forskyde sig i den retning der giver færest molekyler i gasfasen. Der vil dermed være færre molekyler der rammer kanten.

I tilfælde af trykfald vil reaktionen forskydes i den retning, der giver flest molekyler i gasfasen.[3]

Som sagt har temperatur indflydesle på forskygning var ligevægt. Tilføres en reaktionsblanindning i ligevægt varme vil ligeforskydes i den retning der forbruger varme dvs. i den endoterme retning[4]. Tilføres en reaktion derimod kulde vil ligevægten forskydes i den retning i den exoterme retning, hvor der produceres energi (varme). Hermed vil reaktionen søge at forskyde ligevægten i den retning, der mindsker virkningen af temperaturændringen.

 

Ligevægt kan beregnes via ligevægtbrøk, der udtrykker en sammenhæng mellem koncentrationen af stofferne der optræder i koncentrationen. Værdigen af koncentrationen brøkken ændre sig undervejs på vej mod ligevægt.[5] Ved reaktanter der omdannes til produkt er begyndelsesværigen 0.  Når ligevægten er indstillet ændre reaktionenbrøkken sig ej længere, da koncentartionen af pågældende stoffer er konstant.. Ved ligevægt er reaktionenbrøken lig med  konstanten  Y=K, der kun afhænger af temperaturen

K kaldes ligevægt kostanten.[6]  At reaktionbrøkken er konstant skyldes den konstante koncentration.

 

Reaktionensbrøken opskrives så den aktuelle koncentration af komplekset står i tælleren og produktet af de to reaktanters aktuelle koncentration i nævneren.

 

Fremgangsmåde

– Primært taget fra forsøgsvejledningen

 

100 mL vand i et 150 mL bægerglas tilsættes 20 dråber jern(III)- nitratopløsning og 10 dråber kaliumthiocyanatopløsning. opløs- ningen omrøres og den rødbrune ligevægtsblanding hældes i fem brønde, A-E, på brøndpladen så de er halvt fyldte.

 

A bruges som reference opløsning

B tilsættes en krystal jern(III)nitrat Fe(NO3)3

C tilsættes en krystal kaliumthiocyanat

D tilsættes en krystal natriumhydrogensulfit (NaHSO3– (aq))-

E tilsættes en krystal sølv(I)nitrat - AgNO3

F tilsættes en krystal natriumoxalat -

G tilsættes en krystal asconbinsyre   -

H sættes i et isbad

I sættes i et varmebad

 

 

Rør godt rundt i brøndene og sammenlign farve og farvestyrken med referenceopløsning, A. Fyld to reagensglas halvt med den rødbrune ligevægtsblanding. Det ene reagensglas anbringes i et bægerglas med isvand, mens det andet anbringes i et bægerglas med kogende vand fra en elkedel og iagttages efter et par minutter.

 

Resultater & Resultatbehandling

 

 

 

 

[1] Kend Kemien 2, Henrik Parbo Annette Nyvad og Kim Knusk Mortensen, Gyldendal, 1 oplag 2007, side 61-67

 

[2] Kend Kemien 2, Henrik Parbo Annette Nyvad og Kim Knusk Mortensen, Gyldendal, 1 oplag 2007, side 66

 

[3] Kend Kemien 2, Henrik Parbo Annette Nyvad og Kim Knusk Mortensen, Gyldendal, 1 oplag 2007, side 68

 

[4] Kend Kemien 2, Henrik Parbo Annette Nyvad og Kim Knusk Mortensen, Gyldendal, 1 oplag 2007, side 69

 

[5] Kend Kemien 2, Henrik Parbo Annette Nyvad og Kim Knusk Mortensen, Gyldendal, 1 oplag 2007, side 71

 

[6] Kend Kemien 2, Henrik Parbo Annette Nyvad og Kim Knusk Mortensen, Gyldendal, 1 oplag 2007, side 71[Dokumentettitel] – Forskydning af ligevægt Formål Formålet er at påvise Le Chateliers princip via Jern(III)ioner og thiocyanationer, der påvirkes af ydre faktorer. Teori Kemisk ligevægt beskriver at hastigheden hvormed reaktanter omdannes til produkter og produkter til reaktanter er konstant, det vil sige at der balance mellem de modsat rettede reaktioner. Kemisk ligevægt er dynamisk ligevægt. Det vil sige, at der på trods af indtræffelse af ligevægt stadigvæk vil forekomme en omdannelse af reaktanter til produkt, eller produkt til reaktanter. Reaktionen vil blot ske på det mikroskopiske og ej makroskopiske niveau. Forinden at ligevægten indtræffer vil koncentration af reaktanter typisk være større end koncentrationen af produktet. Reaktionen løber altså mod højre fra venstre indtil ligevægt indtræffer.[1] Dog kan reaktionen løbe mod venstre fra højre. I dette tilfælde vil der inden ligevægten finder sted være en større mængde produkt end reaktanter i tilstede i det pågældende tilfælde. Reaktionen forløber dermed ved spaltning af produktet til reaktanter. Som eksempel som på reaktion, hvor der indtræffer kemisk ligevægt, gives følgende syre-base reaktion med eddikesyre og den hertil korresponderende base. Eddikesyre er en organisk, svag syre. I henhold til syre-base reaktionen forekommer ligevægt oftest i tilfælde af svage baser og svage syre, som organiske syre gerne er. CH3COOH (aq) ⇌ H+ (aq) + CH3COO– (aq) Desuden indtræffer ligevægten efter korter tid ved syre-base reaktioner Le Chateliers princip forklare at der vil ske en forskydning af ligevægt i tilfælde af at reaktionen påvirkes af ydre indgreb. Et ydre indgreb i en dynamisk ligevægt vi altså forskyde ligevægten i den retning, der gør virkningen af indgrebet mindre.[2] Et sådan ydre indgreb kan bl.a. være ændring af temperatur, tryk eller tilføjelse af et stof.Ved tilføjelse af reaktant vil reaktionen forskyde sig mod højre, og der dannes yderligere produkt. Der kan desuden tilføjes stoffer der vil forskyde en reaktion mod venstre, ved at binde sig til en reaktant, så der ej er mulighed for at danne ønskede produkt. Tryk påvirker kun reaktionen, hvis der ikke optræder lige mange molekyler i gasfasen på begge sider af reaktionspillen. Ved en sådan reaktion vil ændring af tryk, der påvirke forskydning af ligevægt, da reaktionen vil søge at forskyde sig, så tryk ændringen modvirkes. Tryk beskriver hvor ofte molekyler rammer kanten. Ved en trykstigning vil ligevægten derfor forskyde sig i den retning der giver færest molekyler i gasfasen. Der vil dermed være færre molekyler der rammer kanten. I tilfælde af trykfald vil reaktionen forskydes i den retning, der giver flest molekyler i gasfasen.[3]Som sagt har temperatur indflydesle på forskygning var ligevægt. Tilføres en reaktionsblanindning i ligevægt varme vil ligeforskydes i den retning der forbruger varme dvs. i den endoterme retning[4]. Tilføres en reaktion derimod kulde vil ligevægten forskydes i den retning i den exoterme retning, hvor der produceres energi (varme). Hermed vil reaktionen søge at forskyde ligevægten i den retning, der mindsker virkningen af temperaturændringen. Ligevægt kan beregnes via ligevægtbrøk, der udtrykker en sammenhæng mellem koncentrationen af stofferne der optræder i koncentrationen. Værdigen af koncentrationen brøkken ændre sig undervejs på vej mod ligevægt.[5] Ved reaktanter der omdannes til produkt er begyndelsesværigen 0. Når ligevægten er indstillet ændre reaktionenbrøkken sig ej længere, da koncentartionen af pågældende stoffer er konstant.. Ved ligevægt er reaktionenbrøken lig med konstanten Y=K, der kun afhænger af temperaturen K kaldes ligevægt kostanten.[6] At reaktionbrøkken er konstant skyldes den konstante koncentration. Reaktionensbrøken opskrives så den aktuelle koncentration af komplekset står i tælleren og produktet af de to reaktanters aktuelle koncentration i nævneren. Fremgangsmåde– Primært taget fra forsøgsvejledningen 100 mL vand i et 150 mL bægerglas tilsættes 20 dråber jern(III)- nitratopløsning og 10 dråber kaliumthiocyanatopløsning. opløs- ningen omrøres og den rødbrune ligevægtsblanding hældes i fem brønde, A-E, på brøndpladen så de er halvt fyldte. A bruges som reference opløsning B tilsættes en krystal jern(III)nitrat Fe(NO3)3C tilsættes en krystal kaliumthiocyanat D tilsættes en krystal natriumhydrogensulfit (NaHSO3– (aq))-E tilsættes en krystal sølv(I)nitrat - AgNO3F tilsættes en krystal natriumoxalat -G tilsættes en krystal asconbinsyre -H sættes i et isbadI sættes i et varmebad Rør godt rundt i brøndene og sammenlign farve og farvestyrken med referenceopløsning, A. Fyld to reagensglas halvt med den rødbrune ligevægtsblanding. Det ene reagensglas anbringes i et bægerglas med isvand, mens det andet anbringes i et bægerglas med kogende vand fra en elkedel og iagttages efter et par minutter. Resultater & Resultatbehandling [1] Kend Kemien 2, Henrik Parbo Annette Nyvad og Kim Knusk Mortensen, Gyldendal, 1 oplag 2007, side 61-67[2] Kend Kemien 2, Henrik Parbo Annette Nyvad og Kim Knusk Mortensen, Gyldendal, 1 oplag 2007, side 66[3] Kend Kemien 2, Henrik Parbo Annette Nyvad og Kim Knusk Mortensen, Gyldendal, 1 oplag 2007, side 68[4] Kend Kemien 2, Henrik Parbo Annette Nyvad og Kim Knusk Mortensen, Gyldendal, 1 oplag 2007, side 69[5] Kend Kemien 2, Henrik Parbo Annette Nyvad og Kim Knusk Mortensen, Gyldendal, 1 oplag 2007, side 71[6] Kend Kemien 2, Henrik Parbo Annette Nyvad og Kim Knusk Mortensen, Gyldendal, 1 oplag 2007, side 71