Chemické pokusy/Vliv tlaku na rovnováhu
| Vliv tlaku na rovnováhu | |
| Chemikálie | dusičnan olovnatý, led, chlorid sodný a mazivo |
|---|---|
| Některá data mohou pocházet z datové položky. | |
Popis
[editovat | editovat zdroj]V tomto experimentu předvedeme vliv tlaku na rovnováhu
- 2 NO2(g) ⇌ N2O4(g).
Postup
[editovat | editovat zdroj]Před demonstrací
- Přes noc vysušíme asi 20 g dusičnanu olovnatého v peci při asi 100 °C (pokud jej nepoužijeme přímo vytažený z pece, uchováváme jej v exsikátoru).
- V digestoři sestavíme aparaturu pro vývoj oxidu dusičitého podle obrázku 1. Snažíme se minimalizovat povrch pryžové hadice, která bude v kontaktu s plynem, protože s ní může reagovat.
- Olejem na mazání namažeme píst skleněné stříkačky, aby lépe těsnila. Na její ústí připevníme asi 5 cm dlouhý kousek průhledné hadičky a otestujeme, že drží při přetlaku.
- V digestoři opatrně žíháme dusičnan olovnatý, začne se uvolňovat plynný oxid dusičitý. Při příliš rychlém zahřívání může dojít k jeho rozkladu na oxid dusnatý. Uvolňovaný NO2 při ochlazení v ledové lázni kondenzuje za tvorby dimeru.
- Až dojde ke kondenzaci asi 2 ml kapalného N2O4, přestaneme zahřívat dusičnan olovnatý, odpojíme od sebe zkumavky a uzavřeme trubičku vedoucí ke zkumavce s kapalným N2O4.
- Připojíme boční vývod zkumavky k hadičce spojené se skleněnou stříkačkou (nejlépe trojcestným kohoutem).
- Z části naplníme stříkačku oxidem dusičitým lehkým zahřátím zkumavky s kapalným N2O4 (stačí uchopit do ruky, případně opatrně zahřát v horké vodě či kahanem).
- Vypustíme plyn do digestoře a stříkačku ještě několikrát promyjeme, aby v ní nebyl vzduch.
- Naplníme stříkačku oxidem dusičitým do poloviny a uzavřeme přívod plynu.
Demonstrace vlivu tlaku na rovnováhu
- Stlačíme píst stříkačky, abychom v ní vytvořili přetlak. Barva plynu bude nejdříve tmavnout vlivem vzrůstu koncentrace oxidu dusičitého, až v určité chvíli začne opět blednout - začne docházet k dimerizaci molekul plynu, který je bezbarvý. K ustavení rovnováhy je třeba chvíli počkat.
- Pustíme píst a postupně dojde k návratu původního zbarvení.
- Vytáhneme píst, abychom vytvořili ve stříkačce podtlak. Sledujeme zesvětlání barvy plynu.
Demonstrace vlivu teploty na rovnováhu
- Napustíme druhou skleněnou stříkačku do poloviny vzduchem a obě dvě upevníme vertikálně do vodní lázně ve velké kádince tak, aby byl celý objem stříkačky ponořený. Zaznamenáme teplotu lázně a objem plynu ve stříkačkách. Kádinku začneme zahřívat.
- Vždy když teplota vzroste o 10 °C, zaznamenáme teplotu a objem plynu v obou stříkačkách. Před odečtem hodnot odstavíme kahan a zamícháme lázeň. Zaznamenáváme hodnoty do dosažení cca 70-80 °C.
- Do grafu vyneseme závislost objemu plynů v obou stříkačkách na teplotě. Směs oxidů dusíku expanduje rychleji než vzduch, protože vlivem teploty dochází k posunutí rovnováhy směrem k monomeru.