Закон о пиве

Concepts Instructor Prep Student Protocol

0 views02:53 min

Многие химические реакции протекают в двух направлениях: прямом и обратном. Со временем прямые и обратные реакции будут происходить с одинаковой скоростью, а концентрация реагентов и продуктов уже не будет меняться. Это известно как химическое равновесие.

При химическом равновесии концентрации каждого компонента связаны друг с другом константой равновесия K, которая представляет собой отношение концентраций продуктов к концентрациям реагентов, каждая из которых приводится в степень их стехиометрических коэффициентов.

Но как определить равновесные концентрации? Один из методов измеряет интенсивность длины волны света, которую продукт поглощает до и после прохождения через образец. Разница интенсивностей называется абсорбцией, и она соответствует количеству поглощающего соединения в образце.

Возможно, вы помните, что электроны в основном находятся в основном в основном состоянии. Когда они поглощают определенное количество энергии, они возбуждаются до более высокого энергетического уровня. Эта энергия соответствует определенной длине волны света. Вы можете найти эту длину волны и измерить поглощение с помощью спектрофотометра, который направляет луч света через образец и измеряет изменение интенсивности на одной или нескольких длинах волн.

Поглощение равно отрицательному логарифму интенсивности ослабленного света по отношению к интенсивности падающего света. Построив графики значений поглощения нескольких растворов с различными известными концентрациями продуктов, мы наблюдаем линейную зависимость между поглощением и концентрацией. Это пример закона Пива.

Закон Бира математически выражается следующим уравнением, где A — поглощение, эпсилон — молярный коэффициент затухания, константа, которая варьируется для каждого соединения, l — длина пути света через образец, а c — концентрация соединения.

Определив линейную функцию для данного соединения на определенной длине волны и длине пути, вы можете использовать данные об поглощении решения в равновесном состоянии для определения равновесной концентрации продукта. Исходя из этого, вы можете рассчитать равновесные концентрации реагентов и рассчитать константу равновесия. В этой лаборатории вы будете готовить растворы изотиоцианата железа (III) и использовать спектрофотометр для определения его поглощения в различных концентрациях.

At the end of this lab, students should know...

Loading...

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Что такое химическое равновесие?

Химическое равновесие возникает при равенстве скоростей прямых и обратных реакций и неизменности концентраций реагентов и продуктов их протекания. При химическом равновесии концентрация каждого компонента связана друг с другом через константу равновесия, K_eq.

Как вы выражаете константу равновесия для химической реакции?

Константа равновесия химической реакции — это отношение концентраций продукта к концентрациям реагентов, каждая из которых приводится в степень своих стехиометрических коэффициентов.

Как вы можете определить равновесную концентрацию?

Одним из методов определения равновесной концентрации является использование спектрофотометра для измерения поглощения на определенной длине волны света. Абсорбционная способность соответствует концентрации абсорбирующего соединения в образце. С помощью стандартной кривой поглощения образцов с известными концентрациями наблюдается линейный тренд, соответствующий закону Беера-Ламберта. Если известна поглощающая способность неизвестного образца, можно рассчитать равновесную концентрацию.

Что такое закон Бира-Ламберта?

Закон Бера-Ламберта гласит, что концентрация образца линейно пропорциональна его поглощению света. Абсорбция равна молярному коэффициенту затухания, умноженному на длину пути и концентрацию образца.

Что такое молярный коэффициент затухания

Молярный коэффициент затухания - это мера того, насколько сильно химическое вещество поглощает свет на данной длине волны. Более высокий коэффициент затухания моляров означает, что вид поглощает больше энергии. Эта константа специфична для молекулы или соединения.

Print Material List

Loading...

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1 мл

5
5-мл объемный пипетка
"
10
10 мл

5
Контроллер пипеток

5
кювета объемом 3,5 мл с крышкой

5
50-мл объемная колба

5
стеклянная бюретка объемом 50 мл

10
стеклянный стакан объемом 50 мл

25
стакан объемом 150 мл

15
стакан объемом 100 мл

5
стакан объемом 400 мл

5
Стеклянный стержень

5
Стеклянная воронка

15
Часовое стекло"

15
10-мл стеклянный градуированный цилиндр

5
50-мл стеклянный градуированный цилиндр

5
Подставка для колец

5
зажим бюретки
"
5
Пищевая сода

5 box
pH-бумага

5 packages
Лабораторная лента

5 roll
Лабораторные салфетки

5 box
Устройство сбора данных

5
Приспособление для спектрофотометра

5
Флэш-накопитель

5
15.7 M HNO₃

40 mL
FeCl₃·6H₂O

40 g
NaSCN

15 mg
Порошковая воронка

3
1
бутылка из коричневого стекла объемом 250 мл и кислотостойкая крышка

1
бутылка из коричневого стекла объемом 125 мл и кислотостойкая крышка

1
1-литровая коричневая стеклянная бутылка и кислотостойкая крышка

1
Магнитная палочка

1
Батончик для перемешивания

2
Ступка и пестик

1
стеклянная колба Эрленмейера объемом 250 мл

2
1 л стеклянная объемная колба

1
Горячая плита для перемешивания

1
Взвешивание бумаги и лодок

10
Маленькая лопатка

1
Большой шпатель

1
Аналитические весы

1
Деионизированная вода

-1 Зависит от размера лаборатории
Одноразовые пластиковые пипетки

-1 Зависит от размера лаборатории
Алюминиевая фольга (минимум одна коробка)

-1 Зависит от размера лаборатории
Пластиковая парафиновая пленка (минимум одна коробка)

-1 Зависит от размера лаборатории
Ножницы (минимум один)

-1 Зависит от размера лаборатории

Print Setup Guide

Loading...

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Источник: Смаа Корайм из Университета Джонса Хопкинса, доктор медицины, США

Подготовка решений<кнопка class="развернуть">Развернуть
Здесь мы показываем лабораторную подготовку для 10 студентов, работающих в парах, с некоторым избытком. При необходимости отрегулируйте количество.
- Чтобы подготовиться к этому лабораторному эксперименту, наденьте соответствующие средства индивидуальной защиты, включая лабораторный халат, защитные очки и перчатки. заметка: Вы будете работать с азотной кислотой, которая токсична и вызывает коррозию, поэтому будьте осторожны при работе с ней. Начнем с приготовления 1 л 0,5 М азотной кислоты.
- Отмерьте 32 мл 15,7 М азотной кислоты и осторожно налейте ее в 1-литровую мерную колбу через воронку.
- Добавьте деионизированную воду в колбу до отметки. Поместите в колбу мешалку и перемешайте раствор. Пометьте бутылку объемом 1 л коричневым стеклом как «0,5 М азотной кислоты».
- Как только раствор станет однородным, снимите мешалку и поместите воронку в горлышко бутылки с этикеткой. Осторожно налейте раствор азотной кислоты в бутылку. Установите закрытый флакон с 0,5 М азотной кислотой в задней части капюшона инструктора и храните концентрированную азотную кислоту в шкафу с коррозионными веществами.
- Приготовьте 125 мл 1 М раствора хлорида железа (III) в 0,5 М азотной кислоты. Отмерьте 125 мл только что приготовленной 0,5 М азотной кислоты и налейте ее в колбу Эрленмейера объемом 250 мл с помощью чистой воронки.
- Принесите контейнер с гексагидратом хлорида железа(III) и ступку и пестик для верхней загрузки. Отмерьте не менее 35 г и поместите его в ступку.
- Измельчите комки гексагидрата хлорида железа (III) до тонкой консистенции с помощью пестика. Затем отмерьте 33,79 г порошка и поднесите его к вытяжному шкафу. Переложите порошок в колбу с азотной кислотой с помощью воронки для порошка.
- Поместите магнитную мешалку в колбу и установите ее на горячую плиту для перемешивания. Перемешайте раствор при нагревании при температуре около 80 °C до тех пор, пока он не станет однородным. По мере того, как раствор перемешивается, маркируйте бутылку из коричневого стекла объемом 125 мл как «1,0 М хлорида железа (III) в 0,5 М азотной кислоты».
- Как только раствор хлорида железа (III) станет однородным, снимите колбу с конфорки и достаньте мешалку.
- Дайте раствору остыть до комнатной температуры, затем переложите его в маркированную бутылку через воронку. Закройте флакон крышкой и храните раствор в шкафу с коррозионными веществами.
- Наконец, приготовьте 250 мл 0,5 мл раствора тиоцианата натрия в 0,5 М азотной кислоты. Отмерьте 250 мл 0,5 М азотной кислоты и налейте ее в колбу Эрленмейера объемом 250 мл через чистую воронку.
- Используйте аналитические весы, чтобы измерить 10,1 мг тиоцианата натрия. Верните его обратно в капот и налейте в колбу объемом 250 мл азотной кислоты. При необходимости используйте небольшое количество азотной кислоты, чтобы смыть остатки тиоцианата натрия с весовой лодки.
- Добавьте в колбу полоску для перемешивания и перемешайте смесь при комнатной температуре, пока она не станет однородной. Пока смесь перемешивается, пометьте бутылку объемом 250 мл коричневого стекла как «5,00 x ^10-4 М тиоцианат натрия в 0,5 М азотной кислоты».
- Как только раствор будет тщательно перемешан, снимите мешалку и переложите раствор в бутылку с этикеткой. Закройте бутылку крышкой, затем храните раствор тиоцианата натрия и азотную кислоту в шкафу с коррозионными веществами.
- Когда вы закончите приготовление растворов, нейтрализуйте любые кислотные отходы и промойте стеклянную посуду и оборудование, используя стандартные процедуры.

Подготовка лаборатории<кнопка class="развернуть">Развернуть

Поместите контейнер для отходов с маркировкой для отходов водного железа и бутылку для мытья, наполненную деионизированной водой, в сателлитный мусорный колпак.
Установите алюминиевую фольгу, пластиковую парафиновую пленку и пару ножниц в центральной области. Убедитесь, что в каждой раковине есть запас бумажных полотенец.
Соберите ручные спектрофотометры и распределите их по рабочим станциям студентов.
Установите стенд для колец, оснащенный зажимом для бюретки, на каждом студенческом капюшоне.

Убедитесь, что на каждой рабочей станции есть следующая стеклянная посуда и лабораторное оборудование (мы рекомендуем студентам работать в парах):

1 коробка лабораторных салфеток

1 пакетик пищевой соды

1 рулон pH-бумаги

1 рулон лабораторной бумаги

1 Pen

2 стеклянные бюретки объемом 50 мл

1 объемный пипетка объемом 1 мл

2 объемные пипетки объемом 5 мл

1 объемная пипетка объемом 10 мл

1 Лампочка для пипетки или контроллер

1 объемная колба объемом 50 мл

3 стакана объемом 150 мл

1 стакан объемом 100 мл

5 стаканов объемом 50 мл

стакан 1 400-mL

1 градуированный цилиндр объемом 50 мл

1 градуированный цилиндр объемом 10 мл

3 воронки

1 Стеклянный стержень для перемешивания

1 кювета объемом 3,5 мл с колпачком

Распределите коробки с одноразовыми пипетками по лаборатории, чтобы у студентов был доступ к дополнительным пипеткам.
Непосредственно перед лабораторией поместите 0,5 М раствор азотной кислоты, 0,5 мМ тиоцианата натрия и 1 М раствор хлорида железа(III) в центральный колпак.

Transcript

Explore More Videos