Online Mind Mapping and Brainstorming

Create your own awesome maps

Online Mind Mapping and Brainstorming

Even on the go

with our free apps for iPhone, iPad and Android

Get Started

Already have an account? Log In

ปฏิบัติการที่ 3 : เรื่อง สมดุลเคมี by Mind Map: ปฏิบัติการที่ 3 : เรื่อง สมดุลเคมี
5.0 stars - 1 reviews range from 0 to 5

ปฏิบัติการที่ 3 : เรื่อง สมดุลเคมี

วิธีทดลอง

ตอนที่ 1 : สถานะสมดุล

1. บันทึกสีของ CoCl2 • 6H2O และ Co(NO3)2 • 6H2O ที่อยู่ในรูปของแข็ง

2. นำหลอดทดลองมา 2 หลอด หลอดหนึ่งใส่ CoCl2 • 6H2O 2-3 ผลึก อีกหลอดหนึ่งใส่ Co(NO3)2 • 6H2O 2-3 ผลึก เติมน้ำกลั่นหลอดละ 1 ลบ.ซม. เขย่าให้ละลาย บันทึกสีของสารละลาย (พยายามให้ผลึกในทั้ง 2 หลอดมีปริมาณใกล้เคียงกัน)

3. ทำการทดลองเช่นเดียวกับข้อ 2 แต่ใช้เอธานอล (ethanol) และอะซิโทน (acetone) เป็นตัวทำละลายแทนน้ำ บันทึกผลสีของสารละลาย อธิบายผลการทดลองโดยใช้หลักของสมดุลเคมี

ตอนที่ 2 :ผลของความเข้มข้นต่อสถานะสมดุล

1. นำสารละลาย 0.4 M Co(NO3)2 ในน้ำมา 2.5 ลบ.ซม. ใส่ในขวดรูปชมพ่ขนาด 150 ลบ.ซม. เติมกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น (ทำในตู้ดูดควัน) ลงไปครั้งละ 20 หยด (1ลบ.ซม.) [ระวังอย่าให้กรดสัมผัสผิวหนัง] เขย่าให้เข้ากันทุกครั้งที่เติมกรดลงไป บันทึกสีของสารละลายภายหลังจากเติมกรดแต่ละครั้งลงในช่อง (ก) ของตารางที่2.1 ของใบรายงานผล และอธิบายการเปลี่ยนแปลงที่สังเกตเห็น **เก็บสารละลายที่ได้เพื่อนำไปใช้ทดลองต่อในข้อ2**

2. **นำสารละลายจากข้อ1** มาเติมน้ำกลั่นครั้วงละ 2 ลบ.ซม. 3 ครั้ง บันทึกสีของสารละลาย หลังจากเติมน้ำกลั่นแต่ละครั้งลงในช่อง (ก) ของตารางที่2.2 ของใบรายงานผล และอธิบายการเปลี่ยนแปลงที่สังเกตเห็น

3. ทำการทดลองเช่นเดียวกับข้อ1 และ ข้อ2 โดยใช้ 0.4 M Co(NO3)2 ในเอธานอล 2.5 ลบ.ซม. แทน *แต่*เติมกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้นลงไปครั้ง 0.1 ลบ.ซม. หรือ 2 หยด บันทึกในช่อง(ข) ในตารางที่2.1 และนำมาเติมน้ำกลั่นครั้งละ 0.1 ลบ.ซม. หรือ 2 หยด บันทึกผลลงในช่อง (ข) ของตารางที่2.2

4. เปรียบเทียบปริมาณของคลอไรด์ที่ต้องการใช้ในการทำให้สารละลายเกิดสีน้ำเงินในสารละลายที่มีแอลกอฮอล์เป็นตัวทำละลายกับสารละลายที่มีน้ำเป็นตัวทำละลาย

ตอนที่ 3 : ผลของอุณหภูมิต่อภาวะสมดุล

1. นำสารละลาย 0.4 M CoCl2 มา 2.5 ลบ.ซม. ใส่ในขวดรูปชมพู่ขนาด 150 ลบ.ซม. เติมกรด HCl เข้มข้นลงไป 30 หยด (1.5 ลบ.ซม.) เขย่าให้เข้ากัน สารละลายที่ได้จะมีสีม่วง (ถ้าสารละลายไม่เป็นสีม่วงให้ปรับให้ปรับสีของสารละลายโดยการเติมน้ำกลั่นหรือกรด HCl เข้มข้นลงไปทีละหยด)

2. แบ่งสารละลายสีม่วงใส่ในหลอดทดลอง 3 หลอด หลอดละเท่าๆกัน แล้วบันทึกผลที่เปลี่ยนแปลง อธิบายผลการทดลอง, - หลอดที่ 1 นำไปแช่ในน้ำแข็ง, - หลอดที่ 2 นำไปแช่ในน้ำร้อน อุณหภูมิประมาณ 80 -90 ๐C, - หลอดที่ 3 วางไว้ที่อุณหภูมิห้อง

การทดลอง

สารเคมีที่ใช้ในการทดลอง

- CoCl2 • 6H2O

- Co(NO3)2 • 6H2O

- สารละลาย 0.4 M CoCl2

- สารละลาย 0.4 M Co(NO3)2

- สารละลาย 0.4 M Co(NO3)2 ในเอธานอล

- เอธานอล

- อะซิโทน

- กรดไฮโดรตลอริกเข้มข้น (conc. HCl)

อุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลอง

- หลอดทดลองขนาด 10และ20 ลบ.ซม.

- ขวดรูปชมพู่ขนาด 150 ลบ.ซม.

- บีกเกอร์ขนาก 50 ลบ.ซม.

- กระบอกตวงขนาด 10 ลบ.ซม.

- เทอร์โมมิเตอร์

- กระดาษกรอง

วัตถุประสงค์

1. เพื่อศึกษาลักษณะทั่วไปของสถานะสมดุล (Equilibrium State)

2. เพื่อศึกษาผลของความเข้มข้นและอุณหภูมิต่อสถานะสมดุล

บทนำ

การเปลี่ยนแปลงทางเคมีส่วนใหญ่เกิดขึ้นอย่างไม่สมบูรณ์ ไม่ว่าจะใช้เวลานานเท่าใด เนื่องจากเป็นการเปลี่ยนแปลงที่ย้อนกลับได้ (reversible process) ในขณะที่เกิดปฏิกิริยาอัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้า (forward reaction rate) จะลดลงเรื่อยๆ เนื่องจากความเข้มข้นของสารตั้งต้น (reactants) ลดลง และอัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ (reverse reaction rate) จะสูงขึ้น เมื่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าเท่ากับอัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ จะเกิดสถานะสมดุล ซึ่งที่สถานะสมดุลนี้สมบัติทางกายภาพของระบบจะคงที่ แต่ระบบไม่ได้หยุดนิ่ง ยังคงมีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นตลอดเวลา จึงเรียกสถานะสมดุลนี้ว่า สมดุลไดนามิก (dynamic equilibrium) ระบบจะเข้าสู่สมดุลเร็วหรือช้าขึ้นกับอัตราการเกิดปฏิกิริยา

ในปฏิกิริยาทั่วๆไป aA + bB <=> cC + dD........(1)

ที่สถานะสมดุล Kc = [C]c[D]d/[A]a[B]b, - เมื่อ K คือ ค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยาที่อุณหภูมิหนึ่ง, - [A],[B],[C]และ[D] คือ ความเข้มข้นของสารขณะสมดุลในหน่วยโมล/ลิตร

หลักของเอลชาเตลอเยร์ (Le' Chatelier's Principle) กล่าวได้ว่า ถ้ารบกวนสมดุลของระบบ (เปลี่ยนความเข้มข้น,ความดัน,หรืออุณหภูมิ) ระบบจะเสียสมดุลไปแล้วระบบจะปรับตัวให้เข้าสู่สถานะสมดุลใหม่อีกครั้ง โดยเกิดการเปลี่ยนแปลงในทิศทางที่ทำให้การรบกวนลดลง

จากสมการ(1) ถ้าเพิ่มความเข้ม้ขนของสาร C อัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับจะเพิ่มขึ้น เพื่อทำให้ความเข้มข้นของสาร C ลดลงและความเข้มข้นของสาร D ก็จะลดลงตามปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นด้วย ในขณะที่ความเข้มข้นของสาร A และ B จะเพิ่มขึ้นจนกระทั่งระบบเข้าสู่สถานะสมดุลอีกครั้งหนึ่ง ดังนี้

[C]c[D]d/[A]a[B]b =Kc

ในการศึกษาผลของความเข้มข้นและอุณหภูมิที่มีต่อสถานะสมดุลนั้น ทำโดยใช้สารละลายของโคบอลต์(II)ไอออน ซึ่งเมื่ออยู่ในน้ำจะอยู่ในรูปของไอออนเชิงซ้อน (complex ion) [Co(H2O)6]2+ โดยที่น้ำถึง 6 โมเลกุลจะจัดตัวอยู่รอบๆ โคบอลต์ไอออนเป็นโครงสร้างแบบออะตะฮีดรัล สารละลายนี้มีสีชมพู แต่ถ้ามีคลอไรด์ไอออนอยู่ด้วยคลอไรด์ไอออนจะเข้าแทนที่โมเลกุลของน้ำใน [Co(H2O)6]2+ อย่างรวดเร็วเกิดเป็นไอออนเชิงซ้อน [CoCl4]2- ซึ่งเป็นสารละลายสีน้ำเงินมีการจัดโครงสร้างของคลอไรด์ไอออนรอบโคบอลต์เป็นไอออนแบบเตตระฮีดรัล สมดุลที่เกิดขึ้นเป็นไปตามสมการ และมีค่าคงที่สมดุล

ในตัวทำละลายที่ไม่ใช่น้ำ จะถูกแทนที่โดยโมเลกุลของแอลกอฮอล์หรืออะซิโตนได้ดีกว่าเข้าแทนที่โมเลกุลของน้ำ ดังนั้น ถ้าความเข้มข้นของคลอไรดืไอออนเท่ากัน จะเห็นสีน้ำเงินของ [CoCl4]2- ในตัวทำละลายอินทรีย์เข้มกว่าสีน้ำเงินของ [CoCl4]2- ในน้ำ