Create your own awesome maps

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