ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химическое равновесие из "Школьный эксперимент по органической химии" Практика показывает, что изучение химического равновесия вызывает большие затруднения у учащихся средней школы. Они вызваны главным образом техМ, что теоретический материал почти не подкрепляется экспериментом. [c.66] Мы предлагаем описание опытов по изучению химического равновесия с несколькими веществами. После изучения их учащиеся смогут применить свои знания для объяснения химического равновесия и в других случаях. [c.66] Опыты с йодистым водородом. [c.66] Опыт 1. Для проведения опытов йодистый водород получают следующим образом. Берут две стеклянные трубки длиной по 35— 40 сж. К ним подбирают резиновые пробки с газоотводными трубками (рис. 5—-6). Перед началом опыта трубки хорошо подсушивают. В трубку а насыпают слой толщиной в 3—4 см смеси кристаллического йода с сухой асбестированной ватой. Затем насыпают активированный уголь (слой 5 —6 см) и, наконец, кладут сухую асбестовую, вату. У выхода трубки закладывают тампон из обыкновенной ваты. [c.66] Трубку а укрепляют в лапке штатива и соединяют с трубкой б. Из аппарата Киппа в трубку а пропускают водород и у выхода трубки б проверяют его на чистоту. Водород лучшеподсушить, пропуская его через склянку с концентрированной серной кислотой. Влага может помешать проведению опыта, так как йодистый водород хорошо растворяется в воде. [c.66] После проверки водорода на чистоту газоотводную трубку опускают в раствор азотнокислого серебра и пускают водород с такой, скоростью, чтобы пузырьки его можно было считать. [c.66] О выделении йода учащиеся судят по фиолетовым парам. Надо помнить, что йодистый водород разлагается не полностью. Об этом свидетельствует образование небольших количеств йодистого серебра. [c.67] Опыт 3. До урока две большие пробирки наполняют йодистым, водородом и закрывают их пробками. Одну пробирку оставляют для контроля, а другую опускают в горячую воду. Через некоторое время в ней появляются фиолетовые пары. Если открыть нагретую пробирку, то из нее выделяется беловатый туман. Таким образом, в данном опыте при нагревании йодистого водорода образуется йод, и между йодом и йодистым водородом устанавливается равновесие. В контрольной (ненагретой) пробирке образования йода не наблюдается. [c.67] Опыт 4. До урока наполняют цилиндр йодистым водородом. На уроке открывают его и опускают внутрь конец сильно нагретой стеклянной палочки. При этом видны не только пары йодистого водорода, но появляются и фиолетовые пары йода. [c.67] Перед учащимися ставят вопрос весь ли аммиак разложился под действием температуры и катализатора Для разрешения этого вопроса в оба стакана добавляют по нескольку капель спиртового раствора фенолфталеина в обоих сосудах появляется малиновая окраска. Но одинаковое ли количество аммиака содержится в обоих стаканах Для получения ответа на этот вопрос в оба стакана по отдельности из мензурки постепенно подливают одномолярный раствор соляной кислоты (мол но взять и другую кислоту) до полной нейтрализации аммиака (исчезновение окраски). Результаты-следующие на нейтрализацию раствора, куда поступал аммиак, проходивший через ненагретый катализатор, требуется кислоты в 12—13 раз больше, чем для раствора, куда поступал аммиак после разложения над нагретым катализатором (аммиака разлагается примерно на 70—80%). [c.69] Для изучения влияния различных температур на смещение реакции опыт повторяют (можно уже без собирания газов) при слабом нагревании, например нагревают катализатор на пламени спиртовки. В этом случае для нейтрализации аммиака кислоты идет в 4—6 раз меньше, т. е. аммиак при небольшом нагревании катализатора разлагается только на 17—25%. [c.69] Опыты с двуокисью азота. [c.69] При понижении температуры примерно до —11° равновесие почти полностью смещается в сторону образования N ,0 (она бесцветна). При повышении температуры до -]-140° равновесие почти полностью смещается в сторону образования N0 (красно-бурый газ). При промежуточных температурах в системе находится N0 и N ,0 в состоянии равновесия. [c.69] Обе бутылки устанавливают так, чтобы на них одинаково падал свет, и учащиеся могли убедиться в одинаковой окраске газа, находящегося в бутылках. Провода к контактам электроспирали включают через реостат, электроплитку или трансформатор в электрическую сеть. От спирали нагревается система, и равновесие смещается в сторону образования двуокиси азота КОа (цвет газов в бутылке становится красновато-бурый). Как только разница в окраске обеих бутылок станет хорошо заметной, ток выключают. По мере охлаждения окраска газов бледнеет и, когда в бутылке температура станет комнатной, цвет обеих бутылок становится одинаковый. Опыт особенно удобно проводить при наличии нескольких параллельных классов. Опыте одной и той же бутылкой можно повторять несколько раз. Подготовку эксперимента следует делать до урока. [c.70] Опыт 2. Влияние температуры на химическое равновесие можно показать и на лабораторных опытах. Для этого берут две пробирки, на дно которых кладут по нескольку кристалликов азотнокислого свинца, нагревают и они заполняются двуокисью азота. [c.70] Пробирки плотно закрывают резиновыми пробками и опускают одну в холодную воду, а другую в горячую воду. В холодной воде пробирка с газом приобретает светло-желтую окраску, а в горячей — коричневую. [c.70] Опыты по влиянию давления на смещение химического равновесия удобно показать на примере двуокиси азота. При увеличении давления равновесие сдвигается в сторону димера Ы О , при разрежении г сторону мономера N0.,. [c.70] Затем в трубку вкладывают поршень от велосипедного насоса, или специально сделанный для этой цели (от подогнанной резиновой пробки надо отрезать слой толщиной 1—1,5 см и шурупом привинтить его к прямой деревянной палке). Поршень надо хорошо смазать вазелином. [c.71] Быстро уменьшают давление, вынимая поршень (следить, чтобы он остался в трубке), сразу же наблюдают почти полное обесцвечивание вследствие уменьшения концентрации реагирующих веществ (увеличение объема). Это длится 2—3 сек. и затем газ постепенно начинает интенсивно буреть. Для установления нового состояния равновесия требуется несколько секунд (бесцветная N 0 за это время переходит в бурую N0,). [c.71] Если опыт не виден всем учащимся сразу, то показывают его в проходе между рядами столов. Опыте одним и тем же количеством двуокиси можно повторять бесконечное число раз. [c.71] Вернуться к основной статье