Алпатова-ЛР №3-Диссоц. Конд.. Определение константы нестойкости тиоцианата (роданида) железа фотометрическим методом
![]()
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Санкт-Петербургский горный университет ![]() Кафедра общей и физической химии Отчет по лабораторной работе №3 По дисциплине: «Физическая химия» Тема: «Определение константы нестойкости тиоцианата (роданида) железа фотометрическим методом» Выполнили: студенты гр. НД – 18 – 2 _________ / Алпатова С.Е. / (подпись) (Ф.И.О.) Проверил: ассистент _________ /Пономарёва М.А./ (подпись) (Ф.И.О.) Дата: _________ Санкт-Петербург 2020 Цель работы: Определить константы нестойкости и энергии Гиббса образования роданидного комплекса железа (III). Краткие теоретические сведения: Согласно постулатам Бора системы существует лишь в особых стационарных состояниях, причем при переходе из одного в другое ими излучается энергия в виде кванта, выражаемая по формуле: ![]() где: ![]() ![]() ![]() Проходя через вещество (в данном случае исследуемый раствор), часть энергии света поглощается его молекулами, что приводит к уменьшению интенсивности. Зависимость интенсивности света от числа поглощающих молекул при монохроматическом излучении описывается законом Бугера-Ламберта-Бера (в экспоненциальной и логарифмической формах соответственно): ![]() ![]() где: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Закон Бугера-Ламберта-Бера справедлив только для газов и достаточно разбавленных растворов в инертных растворителях. С помощью фотометрического исследования окрашенных комплексов в растворах можно определить состав и константу нестойкости этих комплексов. Константой нестойкости называют константу равновесия диссоциации комплекса на составляющие его ионы или молекулы. Для ступенчатой реакции: ![]() ![]() где: ![]() ![]() ![]() при ![]() ![]() по з-ну Бугера-Ламберта-Бера ![]() ![]() тогда, полная константа нестойкости равна: ![]() Если привести уравнение к виду ![]() ![]() ![]() ![]() По значениям констант нестойкости определяют энергии Гиббса образования тиоцианатных комплексов железа (III) по n ступеням, пользуясь законом Гесса: ![]() ![]() Ход эксперимента 1. Приготовить рабочий раствор соли железа. В маркированный химический стакан отобрать порцию стандартного раствора соли железа. Из химического стакана в мерную колбу объемом 200 мл мерной пипеткой отобрать 5 мл стандартного раствора соли железа, довести уровень жидкости в мерной колбе дистиллированной водой до метки, закрыть колбу пробкой и перемешать раствор, переворачивая мерную колбу не менее 40 раз. 2. В 7 мерных колб на 50 мл отбирают стандартный раствор железа от 2 до 8 мл с шагом в 1 мл, по 1 мл азотной кислоты и раствор роданида калия от 2 до 8 мл с шагом в 1 мл. 3. В отдельной мерной колбе объемом 50 мл приготовить раствор сравнения, содержащий 4 мл 1 М раствора роданида калия и 1 мл азотной кислоты. 4. Объем жидкости во всех колбах на 50 мл довести до метки дистиллированной водой. 5. Колбы закрыть пробками и хорошо перемешать. 6. При приготовлении раствора сравнения необходимо иметь в виду, что это раствор не должен быть окрашен. Присутствие окраски указывает на неверное приготовление раствора. 7. Измерить оптические плотности растворов в кюветах толщиной 1 см при длине волны 480 нм относительно раствора сравнения. Экспериментальные данные Концентрация стандартного раствора соли железа ![]() Объем стандартного раствора соли железа, взятый для приготовления 200мл рабочего раствора ![]() Концентрация раствора роданида калия (аммония) ![]() Толщина кюветы 1 см Длина волны 480 нм Таблица 1 Зависимость оптической плотности от количества роданида калия
Обработка экспериментальных данных 1. Определить концентрацию рабочего раствора соли железа: ![]() 2. Вычислить содержание железа в колбах на 50 мл: ![]() 3. ![]()
4. По данным таблицы построить три графика в координатах: ![]() Рисунок 1. Зависимость ![]() ![]() Рисунок 1. Зависимость ![]() ![]() Рисунок 1. Зависимость ![]() При помощи экстраполяции наиболее прямолинейной зависимости (в данном случае выбрана зависимость ![]() ![]() ![]() Из графика: ![]() ![]() Тогда коэффициент поглощения ![]() константа нестойкости ![]() При ![]() ![]() энергия Гиббса: ![]() Вывод: В данной лабораторной работе мы вычислили константу нестойкости, равную 0,04 и энергии Гиббса образования роданидного комплекса железа (III), равная 71,455. Положительное значение энергии Гиббса свидетельствует о невозможности самопроизвольного протекания реакции образования роданида железа (III). |