Jämvikter - att störa/rubba en.
Jag har en fråga gällande en uppgift/läxa utförd med mån att rubba en jämvikt.
järn(III)nitratlösning och kaliumtiocynatlösning (5cm var) blandades i 300 cm3 vatten (400 cm bägare). Därefter hälldes blandningen över fem olika provrör till ungefär 5 cm höjd I provröret markerat som 1 droppades järn(III)nitratlösning ner tills en förändring skedde. I provrör två fördes droppar av kaliumtiocynatlösning och i det tredje silvernitratlösning. I det fjärde provröret hade vi fört in Natriumflouridlösning.
Fe3+ + SCN- ⇔ FeSCN2+ (Referensen)
Jag vet tydligt hur 1,2,4 rubbar jämvikten men gällande det tredje röret med silvernitratlösningen. Jag undrar varför röret var grumligt färglöst och inte grumligt / orange. (Om bild behövs kan jag dela med mig)
Silverjonerna bildar ett svårlösligt salt med tiocynatjonerna, vilket orsakar den grumliga effekten:
Ag+ + SCN- ⇔ AgSCN (s)
Varför jag tycker röret borde bli mer orange än färglöst/vit:
Då tiocynaten regerar för att bilda en fällning minskar kocentrationen tiocynat, vilket gör att nettoreaktionen går åt vänster för att motverka ändringen, borde inte detta innebära att FeSCN2+ minskar och att Fe3+ ökar? För när tiocynatjonerna förbrukas borde jämviktsläget gå åt vänster, minskning av tiocynatjoner gör att nämnaren minskar i jämnviktsekvationen vilket i sin led leder till ett större K värde, alltså att Q blir större än K. För att i sin tur motverka kvotökning ökar nämnaren och reaktionen borde därmed gå åt vänster, en ökning åt vänster av den orginella jämvikten leder till fler orangefärgade järnjoner. Exakt detta förvirrar mig, borde inte lösning ha blivit lite mer orange än helt färglös?
Då tiocynaten regerar för att bilda en fällning minskar kocentrationen tiocynat, vilket gör att nettoreaktionen går åt vänster för att motverka ändringen, borde inte detta innebära att FeSCN2+ minskar och att Fe3+ ökar?
Precis det är vad som sker. Den det är två jämvikter som påverkar varandra:
AgSCN (s) ⇔ Ag+ + Fe3+ + SCN- ⇔ FeSCN2+
Och då AgSCN faller ut förskjuts allt åt vänster, med resultatet att mindre FeSCN2+ kan bildas (då SCN- försvinner tillsammans med sivlerjonen) och Fe3+ koncentrationen ökar.
Exakt detta förvirrar mig, borde inte lösning ha blivit lite mer orange än helt färglös?
Jo kanske, för Fe3+ joner brukar ge en gulaktig färg, men samtidigt finns det silvertiocyanat med som grumlar lösningen, och då är det inte lika lätt att se färgen på resten av vätskan. Hade ni kunnat separera bort silvertiocyanatet (t.ex. genom centrifugering, eller låtit röret stå så saltet ordentligt faller till botten) kanske vätskan skulle se mer gul ut.
Vilken färg fick vätskan i rör fyra?
Hur noga var ni med koncentrationerna och mängderna?
En tänkbar förklaring är att ni hade ett stort överskott av cyanatjoner. Då bildas det en fällning när man sätter till silverjoner, men det finns ändå kvar så mycket cyanatjoner i lösningen att jämvikten Fe3+ + SCN- ⇔ FeSCN2+ är förskjuten långt åt höger.
SvanteR skrev:Hur noga var ni med koncentrationerna och mängderna?
En tänkbar förklaring är att ni hade ett stort överskott av cyanatjoner. Då bildas det en fällning när man sätter till silverjoner, men det finns ändå kvar så mycket cyanatjoner i lösningen att jämvikten Fe3+ + SCN- ⇔ FeSCN2+ är förskjuten långt åt höger.
Men då borde det väl bildas mer av det röda pigmentet? Som även om det är en låg koncentration fortfarande borde ge en gul färg på lösningen, snarare än en ofärgad.
SvanteR skrev:Hur noga var ni med koncentrationerna och mängderna?
En tänkbar förklaring är att ni hade ett stort överskott av cyanatjoner. Då bildas det en fällning när man sätter till silverjoner, men det finns ändå kvar så mycket cyanatjoner i lösningen att jämvikten Fe3+ + SCN- ⇔ FeSCN2+ är förskjuten långt åt höger.
Det tror jag inte. Då bör det ha skapats en likaväldig mängd järnjoner vilket borde ha visad den oranga färgen mer tydligt vilket skulle kunnat ga gjort färgen ännu mer tydlig.
mag1 skrev:
Då tiocynaten regerar för att bilda en fällning minskar kocentrationen tiocynat, vilket gör att nettoreaktionen går åt vänster för att motverka ändringen, borde inte detta innebära att FeSCN2+ minskar och att Fe3+ ökar?
Precis det är vad som sker. Den det är två jämvikter som påverkar varandra:
AgSCN (s) ⇔ Ag+ + Fe3+ + SCN- ⇔ FeSCN2+
Och då AgSCN faller ut förskjuts allt åt vänster, med resultatet att mindre FeSCN2+ kan bildas (då SCN- försvinner tillsammans med sivlerjonen) och Fe3+ koncentrationen ökar.
Exakt detta förvirrar mig, borde inte lösning ha blivit lite mer orange än helt färglös?
Jo kanske, för Fe3+ joner brukar ge en gulaktig färg, men samtidigt finns det silvertiocyanat med som grumlar lösningen, och då är det inte lika lätt att se färgen på resten av vätskan. Hade ni kunnat separera bort silvertiocyanatet (t.ex. genom centrifugering, eller låtit röret stå så saltet ordentligt faller till botten) kanske vätskan skulle se mer gul ut.
Vilken färg fick vätskan i rör fyra?
Färgen vid rör fyra var färglös, motiveringen är lik förra;
Eftersom lösningen helt avfärgades kan man tänka att järnjonerna måste ha regerat med något. I detta fall regerar fluroidjonerna med järnjonerna för att bilda en förening ; Fe3+ +6F- <-> FeF63-. Då kocentrationerna av järnjoerna minskade förskjuts jämvikten åt vänster då tiocynatjonerna förbrukas. (Alltså för att jämna ut kocentrationen av bäcke kocentration järn- och tiocynatjon. Därmed blev den "vit" eller färglös. (Vad jag tror)
vidar1 skrev:SvanteR skrev:Hur noga var ni med koncentrationerna och mängderna?
En tänkbar förklaring är att ni hade ett stort överskott av cyanatjoner. Då bildas det en fällning när man sätter till silverjoner, men det finns ändå kvar så mycket cyanatjoner i lösningen att jämvikten Fe3+ + SCN- ⇔ FeSCN2+ är förskjuten långt åt höger.
Det tror jag inte. Då bör det ha skapats en likaväldig mängd järnjoner vilket borde ha visad den oranga färgen mer tydligt vilket skulle kunnat ga gjort färgen ännu mer tydlig.
Nej, det är inte så kemisk jämvikt fungerar. Silverjonerna tar bort en likvärdig mängd tiocyanatjoner. Men om man har ett överskott av tiocyanatjoner så finns det ändå så många kvar i lösningen att de driver jämvikten åt höger, och förändringen i mängden järnjoner blir så liten att man inte kan se den.
De exakta siffrorna beror på vilka koncentrationer man har, men jag räknade lite på två fall. Reaktionen har en jämviktskonstant på ca 140 M-1
Om man blandar lösningar av Fe3+ och SCN- som båda har koncentrationen 0,1 M kommer man att få en jämvikt med [Fe3+]=[SCN-]=0,023 M. Om man sedan sätter till silverjoner till en koncentration av 0,01 M som tar bort motsvarande mängd tiocyanatjoner kommer jämvikten att förskjutas åt vänster så att [Fe3+] ökar till 0,028 M.
Om man däremot blandar lösningar där den ursprungliga koncentrationen är 0,1 M för Fe3+ och 0,5 M för SCN- så kommer man att få en jämvikt med [Fe3+]=0,0017 M och [SCN-]=0,4017 M. Den höga koncentrationen SCN- har drivit jämvikten långt åt höger, men det finns fortfarande mycket SCN- kvar eftersom vi hade ett överskott. Om man sedan sätter till silverjoner till en koncentration av 0,01 M som tar bort motsvarande mängd SCN- kommer man fortfarande att ha kvar oerhört mycket SCN- kvar. Detta håller kvar jämvikten förskjuten åt höger och koncentrationen Fe3+ ökar men ungefär 0,0001 M.
Om du inte tror mig får du ställa upp lite ekvationer och räkna själv, men det centrala är att om man har väldigt olika koncentrationer på ena sidan av pilen i en jämvikt kan det räcka med en hög koncentration av den ena reaktanten för att driva reaktionen långt åt ett visst håll.
SvanteR skrev:vidar1 skrev:SvanteR skrev:Hur noga var ni med koncentrationerna och mängderna?
En tänkbar förklaring är att ni hade ett stort överskott av cyanatjoner. Då bildas det en fällning när man sätter till silverjoner, men det finns ändå kvar så mycket cyanatjoner i lösningen att jämvikten Fe3+ + SCN- ⇔ FeSCN2+ är förskjuten långt åt höger.
Det tror jag inte. Då bör det ha skapats en likaväldig mängd järnjoner vilket borde ha visad den oranga färgen mer tydligt vilket skulle kunnat ga gjort färgen ännu mer tydlig.
Nej, det är inte så kemisk jämvikt fungerar. Silverjonerna tar bort en likvärdig mängd tiocyanatjoner. Men om man har ett överskott av tiocyanatjoner så finns det ändå så många kvar i lösningen att de driver jämvikten åt höger, och förändringen i mängden järnjoner blir så liten att man inte kan se den.
De exakta siffrorna beror på vilka koncentrationer man har, men jag räknade lite på två fall. Reaktionen har en jämviktskonstant på ca 140 M-1
Om man blandar lösningar av Fe3+ och SCN- som båda har koncentrationen 0,1 M kommer man att få en jämvikt med [Fe3+]=[SCN-]=0,023 M. Om man sedan sätter till silverjoner till en koncentration av 0,01 M som tar bort motsvarande mängd tiocyanatjoner kommer jämvikten att förskjutas åt vänster så att [Fe3+] ökar till 0,028 M.
Om man däremot blandar lösningar där den ursprungliga koncentrationen är 0,1 M för Fe3+ och 0,5 M för SCN- så kommer man att få en jämvikt med [Fe3+]=0,0017 M och [SCN-]=0,4017 M. Den höga koncentrationen SCN- har drivit jämvikten långt åt höger, men det finns fortfarande mycket SCN- kvar eftersom vi hade ett överskott. Om man sedan sätter till silverjoner till en koncentration av 0,01 M som tar bort motsvarande mängd SCN- kommer man fortfarande att ha kvar oerhört mycket SCN- kvar. Detta håller kvar jämvikten förskjuten åt höger och koncentrationen Fe3+ ökar men ungefär 0,0001 M.
Om du inte tror mig får du ställa upp lite ekvationer och räkna själv, men det centrala är att om man har väldigt olika koncentrationer på ena sidan av pilen i en jämvikt kan det räcka med en hög koncentration av den ena reaktanten för att driva reaktionen långt åt ett visst håll.
Oh! detta är faktiskt sant borde ha räknat på det. Dock är bäcke reaktionerna 0.1mol/dm3, borde ha nämnt det tidigare. Silvernitratlösningen var även 0.1mol/dm3. Borde inte jämvikten förskjutits i detta fall till järnjoner sidan?
Jo, det borde den. Då vet jag inte riktigt hur jag skall förklara ditt resultat, men då är det kanske som mag1 skriver innan i tråden, att förändringen blir svår att se för att fällningen grumlar lösningen.
SvanteR skrev:Jo, det borde den. Då vet jag inte riktigt hur jag skall förklara ditt resultat, men då är det kanske som mag1 skriver innan i tråden, att förändringen blir svår att se för att fällningen grumlar lösningen.
Jag tvivlar på att det faktiskt är så, jag kollade på andra resultat på undersökningen och flera andra grupper där lösningen inte hade grumlats än hade fortfarande den färglösa-färgen.
