BÀI BÁO CÁO HÓA ĐẠI CƯƠNG
BÀI 7: CÂN BẰNG HÓA HỌC I. Mục Đích
Áp dụng định luật Le Chaatelier vào việc khảo sát các yếu tố nồng độ,
nhiệt độ, áp suất đến cân bằng hóa học. II. Lý Thuyết
Đối với nhiều phản ứng hóa học, phản ứng không diễn ra một cách hoàn
toàn, tức là các chất tham gia phản ứng không thu được 100% sản phẩm. Đó
là vì phản ứng xảy ra theo 2 chiều: thuận và nghịch. Sự chuyển hóa không
hoàn toàn từ chất đầu trở thành sản phẩm xảy ra ngay cả khi để phản ứng
diễn ra trong một thời gian dài.
Phản ứng đạt tới một trạng thái mà tại đó nồng độ của sản phẩm và các
chất tham gia không đổi theo thời gian, trạng thái đó được gọi là trạng thái
cân bằng. Mặc dù tại trạng thái cân bằng nồng độ các chất không thay đổi
nhưng phản ứng vẫn diễn ra theo 2 chiều ngược nhau với tốc độ ngang bằng nhau.
Khi thay đổi điều kiện bên ngoài như: nhiệt độ, áp suất, nồng độ, cân
bằng cũng thay đổi. Sự thay đổi này được xác định bởi Định luật Le Chaatelier.
“ Trong một phản ứng cân bằng, sự thay đổi một yếu tố làm
xáo trộn mức cân bằng sẽ làm thay đổi theo chiều chống lại sự thay đổi đó”
1. Ảnh hưởng của nồng độ
Xét cân bằng A + B ⇌ C +D
Khi có sự thay đổi chất nào đó, chẳng hạn thêm A vào tức là:
[A]mới>[A]cb. Muốn Kc vẫn giữ nguyên thì [A]mới phải giảm, C, D
phải tăng, thức cân bằng dời theo chiều cho ra C, D túc là chiều giảm
A. Tương tự nếu bớt C hoặc Dra, mức cân bằng mới dời đổi chiều cho trở lại C, D.
Phản ứng kết tủa cũng là phản ứng cân bằng: Ag+ + Cl- ⇌ AgCl
Hằng số cân bằng của phản ứng này được đặc trưng bằng tích số tan: TAgCl = [Ag+].[Cl-] = const
2. Ảnh hưởng của nhiệt độ
∆Go = ∆Ho - T∆So = - RT ln Kp
- Xét phản ứng tỏa nhiệt, khi tăng nhiệt độ thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều nào?
- Khi H < 0 thì khi tăng nhiệt độ cân bằng chuyển dịch về phía
phản ứng nghịch tức là phản ứng thu nhiệt
- Xét phản ứng thu nhiệt, khi tăng nhiệt độ thì cân bằng chuyển dịch theo chiều nào?
- Khi H > 0 thì khi tăng nhiệt độ cân bằng chuyển dịch về phía
phản ứng thuận, tức là phản ứng thu nhiệt.
Như vậy, trong cả hai trường hợp khi tăng nhiệt độ thì cân bằng đều
chuyển dịch về phía phản ứng thu nhiệt và ngược lại.
- Nếu cho hằng số cân bằng ở nhiệt độ T1 và hiệu ứng nhiệt của phản
ứng thì ta có thể tìm được hằng số cân bằng ở nhiệt độ T2.
3. Ảnh hưởng của áp suất
Áp suất chỉ ảnh hưởng trên các cân bằng chứa chất ở dạng khí. Xem phản ứng: mA(dd) + mB(dd) ⇌ pC(dd) + qD(dd)
Đặt ∆γ = (p + q) – (m + n)
Nếu ∆γ = 0, áp suất không ảnh hưởng tới cân bằng.
Nếu tăng áp suất của hệ, cân bằng sẽ chuyển dời theo chiều giảm
làm giảm tổng số mol phân tử khí theo chiều ∆γ < 0 Khảo sát:
Ảnh hưởng của nồng độ đến cân bằng: 2CrO2- 2- (dd) + 2H+ ⇌ Cr2O7 + H2O Vàng Da cam
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng: [Co(H 2+ 2-
2O)6 ](dd) + 4Cl- ⇌ [CoCl4 ] + 6H2O Hồng Xanh đen
Ảnh hưởng của nồng độ ion chung đến cân bằng:
CH3COOH(dd) ⇌ H+(dd) + CH3COO-(dd) III. Thực hành
1. Hoá chất, dụng cụ a. Hóa chất NaOH 1M HCl 1M KCl tinh thể KSCN bão hòa HCl đậm đặc K2CrO4 0.1M K2Cr2O7 0.1M Co(NO3)2 0.2M FeCl3 bão hòa b. Dụng cụ Ống nghiệm Ống đong 5ml Ống nhỏ giọt Ống đong 100ml Ống đong 10ml Ống đong 20ml Becher 100ml Kẹp ống nghiệm Chậu thủy tinh Đèn cồn 2. Tiến trình
2.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ tới cân bằng
 Thí nghiệm 1:
Đong 10ml nước cất cho vào becher 100ml. Thêm vào 1 giọt
dung dịch FeCl3 bão hòa và 1 giọt KSCN bão hào sau đó chia đều cho 4 ống nghiệm.
- Ống nghiệm 1: dùng làm mẫu so sánh. Dung dịch trong ống có màu đỏ máu, do: FeCl3 + 3KSCN ⇌ 3KCl + Fe(SCN)3 đỏ máu
- Ống nghiệm 2: Thêm 2- 3 giọt dung dịch FeCl3, bão hòa, lắc đều.
 Màu đỏ của dung dịch trong ống 2 đậm hơn màu đỏ của ống 1. Vì:
Fe3+ + nSCN- ⇌ [Fe(SCN)6-n](3-n)+
n: giá trị từ 1 đến 6.
n càng lớn màu của dung dịch càng đậm.