การทดลองที่ 3 ปฏิบัติการเคมีทั่วไป I การทดลองเคมีแบบย่อส่วน การทดลองที่ 3 สมดุลเคมีและสมดุลการละลาย ( Dynamic Equilibrium and Solubility Equilibrium)

Equilibrium Mechanical equilibrium when it is either static (motionless) or in a state of unchanging motion Thermal equilibrium. When two objects are brought into contact, heat will flow from the warmer object to the cooler one until their temperatures become identical. Chemical equilibrium : the quantities of the components change as some are consumed and others are formed. Eventually this change will come to an end, after which the composition will remain unchanged as long as the system remains undisturbed.

Chemical Equilibrium “It is the same both ways” H2 + I2 → 2 HI “formation of hydrogen iodide" 2 HI → H2 + I2 “dissociation of hydrogen iodide" “It is the same both ways” The equilibrium composition is independent of the direction from which it is approached.

Chemical Equilibrium Le Châtelier principle: If a system at equilibrium is subjected to a change of pressure, temperature, or the number of moles of a component, there will be a tendency for a net reaction in the direction that reduces the effect of this change.

Chemical Equilibrium A net reaction then ensues that moves the system to a new equilibrium state (reverse reaction) in which the quantity of hydrogen iodide has increased; in the process, some of the I2 and H2 are consumed. Notice that the new equilibrium state contains more hydrogen than did the initial state, but not as much as was added

ตอนที่ 1 ศึกษาสมดุลของ Bromthymol blue สังเกตสีอินดิเคเตอร์ที่เปลี่ยนเมื่อมีกระทบสมดุลโดยการเติมกรด หรือเบส 1 2 3 H2O + BTB & HCl NaOH HIn(aq) ⇌ H+(aq) + In-(aq) How to change from 2  3 and 3 2 ? วิเคราะห์และอภิปรายผลในแง่การเติม H+ หรือ OH- ไปรบกวนสมดุลอย่างไร และสมดุลใหม่ นั้นเลื่อนไปทางซ้ายหรือขวา

ตอนที่ 2 ศึกษาสมดุลของไอออนเชิงซ้อน FeSCN2+ Thiocyanatoiron (III) Fe3+(aq) + SCN-(aq) ⇌ FeSCN2+ (aq) Ferric Thiocyanate Blood red color Yellow pale 3 Add KSCN 2 4 1 Add Fe(NO3)3 KSCN + Fe(NO3)3 Add NaOH หยดตามลำดับสารที่ระบุไว้ในคู่มือปฏิบัติการ 5 Add NaOH & HCl

ตอนที่ 3 หาค่าการละลายของ Ca(OH)2 ในน้ำ 3.1 หาปริมาตรต่อหยดของปิเปตพลาสติก หยด 0.01M HCl ลงในถาดหลุมพลาสติกทีละหยด จนเต็ม พอดี บันทึกจำนวนหยด ทำซ้ำ 5 ครั้ง หาค่าเฉลี่ย (ปริมาตรต่อหลุม 0.4 ml) คำนวน ?? ml / หยด 5 repeated times สมมติได้ค่าเฉลี่ย 8 หยด ดังนั้น 1 หยด = 0.4 (ml) /8 = 0.05 ml/หยด 0.4 ml ใช้เทคนิคการหยดที่ดีเนื่องจากเป็น quantitative analysis

3.2 หาค่าการละลายของ Ca(OH)2 ในน้ำ ไทเทรต Ca(OH)2 ด้วย HCl - 10 หยด Ca(OH)2 + Bromthymol blue (MTB) ในหลอดทดลอง ไทเทรตด้วย 0.01M HCl โดยหยดทีละหยด แล้วเขย่า บันทึกจำนวนหยดที่ MTB เปลี่ยนจาก สีน้ำเงิน เป็น สีเหลือง ทำซ้ำอีก 2 ครั้ง เลือกข้อมูลที่ใช้ จำนวนหยดต่างกันไม่เกิน 2 หยดมาเฉลี่ยเพื่อหาปริมาตร และความเข้มข้นของ OH- 3 repeated times หลอดทดลอง HCl Ca(OH)2 + MTB

ตอนที่ 4 หาค่าการละลายของ Ca(OH)2 ใน Ca(NO3)2 ทำการทดลองเหมือนตอนที่ 3 โดยเปลี่ยนสารละลายอิ่มตัวของ Ca(OH)2 ในน้ำ เป็นสารละลายอิ่มตัวของ Ca(OH)2 ใน 0.1 M Ca(NO3)2 แล้วคำนวณหาความเข้มข้นของ OH- ตอนที่ 5 หาค่าการละลายของ Ca(OH)2 ใน Na2SO4 ทำการทดลองเหมือนตอนที่ 3 โดยเปลี่ยนสารละลายอิ่มตัวของ Ca(OH)2 ในน้ำ เป็นสารละลายอิ่มตัวของ Ca(OH)2 ใน 0.1 M Na2SO4 แล้วคำนวณหาความเข้มข้นของ OH- อภิปรายผลการทดลองว่า ค่าความเข้มข้นของ OH- ที่ได้ในการทดลองตอนที่ 3-5 เหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร?

สมการแสดงปฏิกิริยาเคมี การทดลอง ตอนที่ 1 สมดุลที่เกี่ยวข้องมี 2 ชนิด คือ HIn(aq) ⇌ H+(aq) + In-(aq) H+(aq) + OH-(aq) ⇌ H2O 2 1 3 H2O + BTB & HCl H2O + BTB H2O + BTB & NaOH

สมการแสดงปฏิกิริยาเคมี การทดลอง ตอนที่ 2 สมดุลที่เกี่ยวข้องมี 3 ชนิด คือ Fe3+(aq) + SCN-(aq) ⇌ FeSCN2+ (aq) สารละลายส้มแดง Fe3+(aq) + 3OH-(aq) ⇌ Fe(OH)3(s) ตะกอนสีน้ำตาลแดง H+(aq) + OH-(aq) ⇌ H2O 1 3 2 5 4 KSCN + Fe(NO3)3 Add Fe(NO3)3 Add KSCN Add NaOH Add NaOH & HCl

สมการแสดงปฏิกิริยาเคมี การทดลอง ตอนที่ 3-5 Ca(OH)2 ⇌ Ca2+ + 2OH- HCl ⇌ H+ + Cl- HIn(aq) ⇌ H+(aq) + In-(aq) H+(aq) + OH-(aq) ⇌ H2O ตอนที่ 3 Ca(OH)2 ⇌ Ca2+ + 2OH- ตอนที่ 4 Ca(NO3)2 ⇌ Ca2+ + 2NO3- ตอนที่ 5 Na2SO4  2Na+ + SO42- Ca2+ + SO42- ⇌ CaSO4 อิทธิพลของไอออนร่วม รบกวนโดยเพิ่ม Ca2+ รบกวนโดยลด Ca2+

การคำนวณค่า Ksp ของ Ca(OH)2 จาก [OH-] ที่ได้ Ca(OH)2(s) ⇌ Ca2+(aq) + 2OH-(aq) เริ่มต้น(M): 0.0 0.0 เปลี่ยน(M): x 2x สมดุล(M): x 2x ดังนั้น ที่สภาวะสมดุล [Ca2+] = [OH-]/2   Ksp = ค่าคงที่ผลคูณของค่าการละลาย “Solubility Product Constant”   Ksp ของ Ca(OH)2 = 7.90 x 10-6 (25 0C)

อื่นๆ นิสิตสังเกตสีอินดิเคเตอร์ที่เปลี่ยนเมื่อมีกระทบสมดุล หยดสารละลายตามลำดับขั้นที่บอกไว้ในแผนผัง หยดสารและคนให้เข้ากัน สังเกตในแต่ละขั้นอย่างละเอียด (สังเกตทั้งสีและลักษณะของตะกอนและสารละลาย) พร้อมรายงานผลว่า เมื่อเติมสารไปรบกวนสมดุลอย่างไร เช่น เพิ่มสารตั้งต้น หรือผลิตภัณฑ์ และระบบปรับเข้าสมดุลใหม่โดยมีทิศของปฏิกิริยาไปข้างหน้า (ซ้ายไปขวา) หรือย้อนกลับ (ขวาไปซ้าย) มากขึ้น ทิ้งผลที่ได้ไว้ในช่อง เพื่อใช้วิเคราะห์เชิงเปรียบเทียบกับช่องอื่นๆ เขียน หรือเรียก ชื่อสาร สูตรไอออนและประจุให้ถูกต้อง

อื่นๆ ล้างเครื่องแก้วให้สะอาดด้วยน้ำประปาก่อน ชะล้างด้วยน้ำกลั่น เวลาล้างด้วยน้ำกลั่น ใช้ขวดน้ำกลั่นฉีด ไม่ไขจากก๊อกที่บรรจุน้ำกลั่นโดยตรง เมื่อใช้น้ำยาล้างจาน ต้องพยายามล้างออกด้วยน้ำประปาออกให้หมด การใช้แปรงขัด (หรือฟองน้ำ) ต้องระวังไม่ให้เกิดลอยขีดข่วนบนผิว พยายามอย่าน้ำกระเด็นออกนอกอ่าง หรือเปียกพื้น ล้างมือภายหลังเสร็จสิ้นการทดลอง

Solubility Equilibrium MXn ⇌ Mn+(aq) + nX-(aq) Ions in solution K = [Mn+][X-]n [MXn] Undissolved compound K [MXn] = Ksp = [Mn+][X-]n Solubility equilibrium refers to the equilibrium between the dissolved salt (ions) and undissolved salt that usually exists in a saturated solution