Ziel des Versuchs: Der Versuch verdeutlicht den Einfluss der Temperatur auf die Verschiebung von einem chemischen Gleichgewicht. Er kann in Verbindung zu dem „Prinzip vom kleinsten Zwang“ von Henry Le Chatelier behandelt werden.
| Thema: Chemisches Gleichgewicht | Tags: chemisches Gleichgewicht, Prinzip, kleinster Zwang, Temparatur | Klassenstufen: 11-12 | Versuchsart: SV |
Materialien
Messzylinder, Spatel, Feinwaage, Dreifuß, Gasbrenner, Feuerzeug, 2 x 400 mL Becherglas, Reagenzglasständer, 3 Reagenzgläser
Chemikalien
Eisen(III)-chlorid, Kaliumthiocyanat, Wasser, Eis, Kältesalz
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS |
|---|---|---|---|
| Eisen(III)-chlorid-6-H2O | H290-H302-H315-H318 | P280-P305+P351+P338 |   |
| Kaliumthiocyanat | H332-H312-H302-H412-EUH032 | -- | |
Durchführung
Die Lösungen werden wie in Versuch 1751 beschrieben angesetzt (0,27 g Eisen(III)-chlorid und 0,29 g Kaliumthiocyanat in je 300 mL Wasser). Je 5 mL der beiden Lösungen werden in die drei Reagenzgläser gegeben. Eines wird bei Raumtemperatur im Reagenzglasständer gelagert, das zweite wird in eine Eis-Kältesalzmischung gestellt und das dritte wird in einem Wasserbad über dem Gasbrenner erhitzt. Nach 5 Minuten werden die Farben der Lösungen miteinander verglichen.
Beobachtung
Zu Beginn haben alle drei Lösungen die gleiche rote Färbung. Die kalte Lösung wird dunkler, die Farbigkeit bei Raumtemperatur verändert sich nicht sichtbar und die Lösung im Heißen verfärbt sich orange.
Deutung
Für die rote Färbung ist folgende Reaktion mit BIldung des blutroten Eisenthiocyanatkomplexes verantwortlich:
| Fe3+(aq) | + | 3 SCN-(aq) | ⇌ | Fe(SCN)3 (aq) |
| (gelb) | (dunkelrot) |
Bei Raumtemperatur bleibt Farbe der Lösung gleich. Das Gleichgewicht ist eingestellt und die Konzentrationsverhältnisse bleiben bestehen.
Beim Erhitzen verändert sich die Farbe. Die Lösung wird heller und leicht orangefarben. Die Lage des Gleichgewichts wird auf die Seite der Edukte verschoben. Die Konzentration der Produkte nimmt ab, die Konzentration der Edukte nimmt zu. Die Temperaturerhöhung begünstigt die Rückreaktion.
Beim Abkühlen verändert sich die Farbe. Die Lösung wird dunkler. Die Lage des Gleichgewichts wird also auf die Seite der Produkte verschoben. Die Konzentration der Edukte nimmt ab, die Konzentration der Produkte nimmt zu. Die Temperaturerniedrigung begünstigt die Hinreaktion.
Offenbar ist die Bildung von Eisenthiocyanat exotherm, denn Temperaturerniedrigung ist ein Zwang, dem ein System mit Wärmeproduktion entgegenwirkt. Da im Kältebad die Hinreaktion begünstigt wird, wird offenbar Energie frei; die Reaktion ist also exotherm.
Entsorgung
Die Lösungen werden im Schwermetallabfall entsorgt.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Dieser Versuch sollte in Zusammenhang mit den anderen Versuchen stehen, welche die Lage des Gleichgewichts betreffen.
Literatur
Hoffmeister, Holger, http://www.hoffmeister.it/chemie/19-das_chemische _gleichgewicht.pdf (Zuletzt aufgerufen am 07.08.2013 um 11:16 Uhr), S. 15.
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