Hensikt:

- Undersøke et likevektsystem

- Bruke Le Chateliers prinsipp i praksis

 

Utstyr:

- Vernebriller

- Begerglass

- Glasstang

- Dråpeteller

- Spatel

 

- Kaliumtiocyanatløsning, KSCN

- Jern(III)nitratløsning, Fe(NO₃)₃

- Fast kaliumtiocyanat, KSCN

- Fast sølvnitrat, AgNO₃

- Fast natriumhydrogenfosfat, Na₂HPO₄

 

Fremgangsmåte:

1. Helle kaliumtiocyanatløsning i et begerglass.

   a. Tilsette 5-10 dråper jern(III)nitratløsning.

2. Helle over litt av blandingen over i to begerglass.

   a. Tilsette mer jern(III)nitratløsning i den ene.

   b. Tilsette fast kaliumtiocyanat i den andre.

3. Dele restene av den første blandingen i to begerglass.

   a. Tilsette fast sølvnitrat i den ene.

   b. Tilsette fast natriumhydrogenfosfat i den andre.

 

Hypotese:

Vi går ut ifra at alle løsningene ikke blir mettet:

 

Del 1

Først vil jeg ta for meg reaksjonslikningene:

 

Først har vi de to løsningene i utgangspunktet, som er blir hydratisert.

 

 

Jern(III)nitratløsningen er gul, mens kaliumtiocyanatløsningen er fargeløs. Deretter, hvis vi blander disse to løsningene sammen, får vi likevekten der tiocyanationene og jern(III)ionene danner et kompleksion, som heter jern(III)tiocyanationer:

 

 

Systemet er et likevektssystem fordi reaksjonen mot høyre er reversibel. Men siden forsøket er tatt til hensyn til visse ioner, forenkler vi den til netto ionelikevekten:

 

 

Et mulig problem i totallikningen kunne være at kaliumionene og nitrationene reagerer med hverandre og danner kaliumnitrat, men vi vet ikke hvilke eventuelle virkninger den kan ha på likevektssystemet.

 

 

Vi vet fra tidligere demoforsøk og i oppgaveteksten at kompleksionet jern(III)tiocyanat har en sterk og mørk rødlig farge, som likner vanlig husholdningssaft og blod. Det stoffet som gir fargen er jern(III)ionene.

 

 

Del 2

a)  Jeg tror at når vi tilsetter mer jern(III)ioner, vil løsningen få en mørkere farge. Dette skyldes Le Chateliers prinsipp:

”Dersom et system i likevekt utsettes i for en ytre påvirkning,

vil likevekten forskyves slik at den ytre påvirkningen motvirkes.”

 

Fordi vi øker tilsettes mer jern(III)ionløsning, vil konsentrasjonen av den dermed øke. Dette fører til at flere jern(III)ioner reagerer og blir til jern(III)tiocyanationer, og likevekten forskyves mot høyre.

 

b)  Når vi tilsetter fast tiocyanat, vil den først hydratiseres. Da får vi flere tiocyanationer, og konsentrasjonen øker, det dannes et overskudd i på venstre side i likevektssystemet, og flere jern(III)tiocyanationer dannes. Likevekten forskyves mot høyre, og løsningen blir mørkere.

               

Del 3

Ved tilsetting av sølvnitrat eller natriumhydrogenfosfat, vil først ioneforbindelsene hydratiseres:

 

 

Vi vet ikke om hydrogenfosfationene vil spaltes igjen til hydrogen og fosfationer, men vi går utifra denne reaksjonen uteblir.

                                             

 

a)      Oppgaveteksten forteller at sølvionene vil reagere med tiocyanationene og danne sølvtiocyanat: (forenklet likning og totallikning)

 

 

Når sølvionene blir tilsatt, vil de reagere med tiocyanationene, og dermed minke kosentrasjonen av tiocyanationene. Likevekten forskyves dermed mot venstre. Trolig vil da fargen på løsningen bli lysere og mer gulaktig, fordi jern(III)ionene er fortsatt i like stor konsentrasjon.

 

Men det kan være mulighet for at i totallikningen at kaliumioner og nitrationer kan reagere, og skape kaliumnitrat; med ukjente egenskaper som kan påvirke likevektssystemet ytterligere.

 

b)      Oppgaveteksten forteller at hydrogenfosfationene vil reagere med jern(III)ionene og danne jern(III)hydrogenfosfat: (forenklet likning og totallikning)

 

 

Ved tilsetning av hydrogenfosfationer, vil det dannes kompleksionet jern(III)hydrogenfosfat, og konsentrasjonen av jern(III)ionene vil minke; den reverse reaksjonen vil da øke. Likevekten forskyves mot venstre. Fargen på løsningen er usikkert.

 

En problemstilling her kan være at hydrogenfosfationene vil reagere ene og alene med tiocyanationene. Den kunne muligens reagere med kaliumionene og danne (di)kaliumhydrogenfosfat, hvis egenskaper er ukjente.

 

 

Vi vet heller ikke hvor sikkert det er at natriumionene forblir som ioner i systemet; det kan svært godt tenkes at den går sammen med nitrationer eller tiocyanationer og danner ioneforbindelser/salter med dem, hvis egenskaper er ukjente:

 

 

Observasjon:

1. Som forventet, ble løsningen farget mørkerød da vi blandet jern(III)nitratløsning og kaliumtiocyanatløsning.

 

Vi undersøkte stoffet kaliumnitrat, som kunne bli et biprodukt av fellingsreaksjonen, ved å finne saltet separat i skolens samling. Ved å blande den ut i vann, så vi at den løste seg opp eller ble hydratisert, og dermed kan vi konkludere med at den ikke ville påvirke likevekten, siden likevekten befinner seg i en vannløsning:

 

 

2. Som forventet, ble fargen sterkere da vi tilsatte mer jern(III)ioner og tiocyanationer.

 

3. Vi tilsatte henholdsvis fast sølvnitrat og fast natriumhydrogenfosfat i glassene:

   a. Ved tilsetting av sølvnitratet, ble løsningen gulaktig igjen.

   b. Ved tilsetting av natriumhydrogenfosfat, ble løsningen også gul.

 

Konklusjon:

Mye av min hypotese stemte, men det var en del faktorer og hendelser jeg var usikker på.

 

Jeg vet fortsatt ikke i del 2 om hydrogenfosfationene vil spaltes igjen til hydrogen og fosfationer, om hydrogenfosfationene vil reagere med kaliumionene og danne (di)kaliumhydrogenfosfat, eller om natriumionene vil reagere med nitrationer eller tiocyanationer.

 

 

I del 3, da vi tilsatte natriumhydrogenfosfat, var det vanskelig å tenke seg at løsningen skulle få gulfarge, men det er fordi likevekten skyves mot venstre, vil flere jern(III)ioner dannes. Disse ionene er de eneste med farger, slik at når deres antall øker, må også intensiteten av gulfargen stige.

 

Feilkilder:

- Lite renhet i løsningene.

- Feil konsentrasjon

- Skittent utstyr.