Досліди із сполуками Кобальту
Комплекси Кобальту (II) і принцип ЛеШательє
Мета: Для з'ясування сутності принципу ЛеШательє використаємо спостереження за наслідками, викликаними змінами у рівноважному розподілі різних комплексних йонів кобальту (II).

Для довідки: йони Кобальту (II) не існують у водному розчині у вільному стані, а утворюють комплексні йони, в яких 6 молекул води, що проявляють властивості основ Льюїса (донорів електронних пар), віддають електрони на вакантні орбіталі йону Кобальту (II). Це призводить до утворення комплексного йону рожевого кольору: Co(H2O)62+

У присутності хлорид-йонів утворюються різні комплекси, наприклад, комплексний йон синього кольору CoCl42-. Ми використаємо різне їх забарвлення для виявлення рівноважних концентрацій у наступних реакціях:

Co(H2O)62+ + 4Cl- <==> CoCl42- + 6H2O

У даній імітаційній роботі Ви не лише спостерігатимете рівноважні концентрації через їх забарвлення, але і відстежите їх концентрації. Слід зазначити, що у розчині, наприклад, кобальт (ІІ) нітрату замість (Co(NO3)2(водн.) існують йони Co(H2O)62+ and NO3-.

Завдання: Використовуйте рівноважні концентрації після кожного кроку для визначення константи рівноваги (K) для кожної реакції. Не забудьте врахувати відповідні коефіцієнти розведення (якщо вони не будуть скасовані).

1. Внесіть 25 мл розчину, що містить [Co(H2O)6]2+ у порожню конічну колбу. Потім додайте по 1 мл 12 M розчину HCl доки колір рівноважної суміші не зміниться. ( Підказка: після внесення першої порції розчину, продовжуйте натискати внести доки не зафіксуєте змін, рахуючи кількість натискань для визначення загального доданого об'єму.)

2. Передбачте ефект від видалення з розчину хлорид-йонів. Видаліть з розчину певну частину хлорид-йонів, додаючи розчин аргентум нітрату (Підказка: вносьте по 1 мл розчину аргентум нітрату доки рівновага не зрушиться, а не великий його об'єм одразу).

AgNO3(водн.)  <==>  Ag+ + NO3-
Ag+ + Cl-  <==>  AgCl(тв.)
------------------------------
AgNO3(водн.) + Cl-  <==>  AgCl(тв.) + NO3-

Дані рівняння показують як йони Ag+ зв'язують хлорид-йони, переводячи їх в осад, і таким чином видаляють їх з розчину.

3. Тепер передбачте ефект від додавання розчину HCl до суміші. Вносьте розчин кислоти дуже дрібними порціями, доки рівновага не зрушиться.

4. З'ясуйте ендо- чи екзотермічною є дана реакція? Правою клавішею миші натисніть на колбу і оберіть термічні властивості. Спробуйте зінити температуру у межах вд 0 до 99 градусів C. Нагівайте або охолоджуйте систему до тих пір, доки рівновага не зрушиться. Застосуйте принцип ЛеШательє' для визначення екзотермічною чи ендотермічною є дана реакція.

5. Дайте системі досягти теплової рівноваги (сталої температури). Використайте концентрації речовин для обчислення константи рівноваги. Потім увійдіть до термічних властивостей, змініть температуру і оберіть опцію термічної ізоляції системи. Визначте нове значення K за нової темпепратури. За значеннями константи рівноваги при різних температурах визначте ендотермічною чи екзотермічною є дана реакція.