Skip to main content

TN2. Thí nghiệm ảnh hưởng của nồng độ đến cân bằng hóa học.

Nghiên cứu sự thay đổi nồng độ chất phản ứng hoặc nồng độ chất sản phẩm ảnh hưởng đến trạng thái cân bằng hóa học.

1/ TÊN THÍ NGHIỆM: Ảnh hưởng của nồng độ đến cân bằng hóa học​

2/ CHUẨN BỊ​

  • Hóa chất: dung dịch iron (III) chloride loãng và đặc (FeCl₃); dung dịch potassium thiocyanate 0,2M (KSCN), dung dịch potassium chloride đặc (KCl).
  • Dụng cụ: cốc thủy tinh, ống nghiệm.

3/ CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH​

Nhỏ vào cốc thủy tinh 2 giọt dung dịch iron (III) chloride loãng, 2 giọt dung dịch potassium thiocyanate 0,2M rồi pha loãng bằng nước cất thành 20 mL dung dịch và chia đều vào 4 ống nghiệm có đánh số phân biệt. Mỗi ống nghiệm khoảng 5 mL, ống (1) để so sánh màu.

  • Nhỏ thêm 2 giọt dung dịch iron (III) chloride đặc vào ống nghiệm (2).
  • Nhỏ thêm 2 giọt dung dịch potassium thiocyanate đặc vào ống (3).
  • Nhỏ thêm 2 giọt dung dịch potassium chloride đặc vào ống (4)

Thí nghiệm ảnh hưởng của nồng độ đến cân bằng hóa học.

5/ PHÂN TÍCH Ý NGHĨA TỪNG BƯỚC TIẾN HÀNH​

Bước tiến hànhMục đích / Ý nghĩaPhương trình / Giải thích

Pha dung dịch gốc: nhỏ 2 giọt FeCl₃ loãng + 2 giọt KSCN 0,2 M vào cốc, pha loãng bằng nước cất đến 20 mL; chia đều vào 4 ống nghiệm (1)–(4). Ống (1) làm mẫu so sánh màu.

  • Tạo hệ cân bằng ban đầu có màu đỏ nhạt vừa đủ để quan sát thay đổi; chuẩn hóa điều kiện giữa các ống.
  • Ống (1) làm đối chứng.

(đỏ). Pha loãng giúp màu không quá đậm, tránh bão hòa màu.

Thêm 2 giọt dung dịch FeCl₃ đặc vào ống (2).

Tăng nồng độ ion Fe³⁺ (một chất tham gia phản ứng); theo Le Chatelier, cân bằng chuyển dịch theo chiều tạo sản phẩm để giảm tác động.

Cân bằng chuyển dịch sang phải: nồng độ [FeSCN]²⁺ tăng → màu đỏ đậm hơn.

Thêm 2 giọt dung dịch KSCN đặc vào ống (3).

Tăng nồng độ SCN⁻ (chất tham gia phản ứng) → cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm SCN⁻.

[FeSCN]²⁺ tăng → màu đỏ đậm hơn (tương tự ống (2)).

Thêm 2 giọt dung dịch KCl đặc vào ống (4).

Tăng nồng độ Cl⁻ gây hai hiệu ứng:
(I) tạo phức cạnh tranh với Fe³⁺ (ví dụ [FeCl₄]⁻), làm giảm Fe³⁺ tự do;
(II) hiệu ứng ion chung với FeCl₃ làm giảm hoạt độ Fe³⁺.
Hệ quả: cân bằng chính dịch trái (phân ly phức đỏ).

[FeSCN]²⁺ ↓ → màu nhạt đi/vàng hơn. Có thể xuất hiện chuyển màu dần khi Cl⁻ tăng.

6/ NHẬN XÉT VÀ GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG​

Hiện tượng:

  • Ống (1) – Đối chứng: dung dịch màu đỏ cam/đỏ nhạt ổn định.
  • Ống (2) – Thêm FeCl₃ đặc: màu đỏ đậm lên rõ rệt (dịch phải) do [FeSCN]²⁺ tăng.
  • Ống (3) – Thêm KSCN đặc: màu đỏ đậm lên tương tự (dịch phải).
  • Ống (4) – Thêm KCl đặc: màu nhạt đi (vàng nhạt/nâu vàng), thể hiện dịch trái do Fe³⁺ bị “bắt giữ” bởi Cl⁻ thành các phức chlorido, làm giảm nồng độ Fe³⁺ tự do.

Giải thích:

  • Tác động tăng nồng độ chất tham gia (Fe³⁺, SCN⁻) đẩy cân bằng về phía tạo sản phẩm [FeSCN]²⁺.
  • Ngược lại, thêm ion Cl⁻ làm giảm hoạt độ Fe³⁺ trong cân bằng chính vì hình thành cân bằng phụ: , khiến cân bằng chính dịch trái.

7/ CÂU HỎI CỦNG CỐ VÀ MỞ RỘNG​

H1. Vì sao cần pha loãng dung dịch ban đầu đến 20 mL trước khi chia vào 4 ống nghiệm?+
H2. So sánh và giải thích mức độ đổi màu giữa ống (2) (thêm FeCl₃) và ống (3) (thêm KSCN).+
H3. Tại sao thêm KCl lại làm màu nhạt đi, dù Cl⁻ không trực tiếp tham gia phản ứng tạo phức [FeSCN]²⁺?+
H4. Nếu thay KCl bằng NaNO₃ (đặc) thì hiện tượng có khác không? Giải thích.+
H5. Nêu một ứng dụng thực tiễn của nguyên lý Le Chatelier trong công nghiệp hoặc phân tích hóa học liên quan hệ tạo phức.+

8/ MỘT SỐ LƯU Ý​

  • FeCl₃ có tính ăn mòn nhẹ và gây kích ứng; KSCN độc khi nuốt; KCl đậm đặc có thể gây kích ứng mắt/da. Đeo kính, găng tay; xử lý sự cố tràn đổ đúng quy trình.
  • Không đổ dung dịch chứa thiocyanat xuống bồn rửa; thu gom chất thải theo quy định.