Nguyên lí Le Chatelier qua màu dung dịch: FeSCN²⁺ và phức cobalt
0
Chạy mô phỏng
Cần đăng nhập để mở; tài khoản miễn phí.
Luôn dùng bản mới nhất; khi bạn sửa lần đầu mới tạo bản riêng, bản gốc không đổi.

Nguyên lí Le Chatelier qua màu dung dịch: FeSCN²⁺ và phức cobalt

Hai cân bằng có màu trong ống nghiệm: Fe³⁺ + SCN⁻ ⇌ FeSCN²⁺ (đỏ máu) và [Co(H₂O)₆]²⁺ (hồng) + 4Cl⁻ ⇌ [CoCl₄]²⁻ (xanh) + 6H₂O. Thêm thuốc thử, thêm nước, kết tủa bớt một ion hoặc đổi nhiệt độ bể nước rồi theo dõi màu, đồ thị nồng độ theo thời gian và vị trí của Qc so với Kc: thêm hay bớt chất chỉ làm Qc thay đổi, còn Kc chỉ đổi theo nhiệt độ (chiều thuận của cân bằng cobalt thu nhiệt).

Thuộc chủ đề Cân bằng hóa học của Hoá học 11 (Chương trình GDPT 2018), bài khái niệm cân bằng hóa học và nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier. Mô phỏng dùng hai thí nghiệm màu quen thuộc: phức FeSCN²⁺ đỏ máu tạo từ Fe³⁺ và SCN⁻, và cân bằng giữa ion [Co(H₂O)₆]²⁺ màu hồng với [CoCl₄]²⁻ màu xanh. Tốc độ phản ứng thuận và nghịch được tính theo nồng độ, nên hệ tự chạy tới khi Qc = Kc; màu dung dịch tính gần đúng theo định luật Lambert–Beer. Thời gian được làm chậm để quan sát, thực tế cân bằng lập gần như tức thì; Kc và ΔH của hệ cobalt là giá trị minh hoạ. Ở hệ sắt, bấm Thêm Fe³⁺, Thêm SCN⁻, Thêm AgNO₃ (kết tủa AgSCN, lấy bớt SCN⁻), Thêm NaOH (kết tủa Fe(OH)₃, lấy bớt Fe³⁺) hoặc Thêm nước. Ở hệ cobalt, thêm HCl đặc, thêm nước, kéo thanh nhiệt độ bể nước từ 0 đến 90 °C. Sau mỗi thao tác, thang Qc – Kc cho biết hệ sẽ chuyển dịch theo chiều nào, đồ thị nồng độ ghi lại quá trình và ô Kc cho thấy Kc chỉ đổi khi nhiệt độ đổi. Câu hỏi gợi ý: – Vì sao thêm nước vào dung dịch FeSCN²⁺ làm màu nhạt hơn mức chỉ do pha loãng? – Dựa vào màu khi đun nóng và làm lạnh, chiều thuận của cân bằng cobalt toả nhiệt hay thu nhiệt? – Sau khi thêm Fe³⁺ và hệ cân bằng trở lại, giá trị Kc có thay đổi không? Còn nồng độ SCN⁻ thì sao?

Tham số điều chỉnh được

  • Nồng độ Cl⁻ ban đầu (hệ cobalt) (2–10 M)
  • Nồng độ Fe³⁺ ban đầu (0,5–4 mM)
  • Nồng độ SCN⁻ ban đầu (0,5–4 mM)
  • Nhiệt độ bể nước ban đầu (hệ cobalt) (0–90 °C)
  • Hệ cân bằng