質(zhì)疑:氯化鉀不影響鐵與硫氰跟的配位平衡嗎?

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

  氯化鉀不影響Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3的平衡嗎?

  高二化學(xué)教材以FeCl3+3KSCN?Fe(SCN)3+3KCl的可逆反應(yīng)為載體,增加FeCl3或KSCN的濃度進行對照實驗,比較溶液顏色變化從而證明改變反應(yīng)物濃度能影響以及如何影響化學(xué)平衡。

  那么向平衡體系中加入KCl固體從而改變KCl濃度,究竟能否影響該化學(xué)平衡呢?

  一般的解答是從理論上進行推導(dǎo)得出的。根據(jù)勒沙特列原理,改變體系中物質(zhì)濃度能影響化學(xué)平衡,其前提條件是改變參與反應(yīng)的物質(zhì)的濃度。從表面上看,KCl參與了反應(yīng),但實際上,由于該可逆反應(yīng)是離子反應(yīng),其實質(zhì)是發(fā)生Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3,KCl并沒有參與。因此,改變KCl不能影響該化學(xué)平衡。

  這種解答是否可信呢?讓我們用實驗驗證,下表是我做的一些實驗結(jié)果

  實驗結(jié)論:在較稀濃度的化學(xué)平衡體系中,KCl能影響化學(xué)平衡,增加KCl濃度,化學(xué)平衡向逆方向移動,隨著體系濃度的升高,KCl對該化學(xué)平衡的影響程度下降,也有可能是因為濃度越高,顏色越深,肉眼難以識別顏色的變化。

  為什么實驗結(jié)果與理論推導(dǎo)不相符呢?原來,該體系中還存在著另一個平衡:Fe3++6Cl-?FeCl63-,增加KCl濃度,能使上述化學(xué)平衡向正方向移動,從而導(dǎo)致Fe3+濃度變小,并最終影響Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3的平衡。在體系濃度較稀時,這種連環(huán)變化比較明顯,在體系濃度較大時,這種變化以及由此造成的顏色變化程度不大。

  “氯化鉀能不能改變Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3的化學(xué)平衡”是一道傳統(tǒng)的問題,“標(biāo)準(zhǔn)答案”是氯化鉀不影響該化學(xué)平衡,增加氯化鉀,體系顏色不會改變。其實,這個答案是錯誤的!由此可見,化學(xué)問題不能片面地從理論到理論,還應(yīng)接受實驗的檢驗。

  〔評論1〕醉謫(游客)   (2)加入KCl晶體使Fe(3+)/SCN(-)溶液顏色變淺的原因從Fe(3+)和SCN(-)反應(yīng)的離子方程式可以看出,K(+)和Cl(-)都沒有參加反應(yīng),加入KCl不會引起Fe(3+)/SCN(-)平衡的移動.事實上,加入NaNO3,CH3COONH4,Na2SO4或KI等這些與平衡無關(guān)的強電解質(zhì)晶體,都會使Fe(3+)/SCN(-)溶液的顏色變淺.這種顏色得變化不是由于平衡的移動,而是由于"鹽效應(yīng)"引起的.可以解釋如下:在Fe(SCN)(2+)溶液里,存在著下列電離平衡:Fe(3+)+SCN(-)-Fe(SCN)(2+)當(dāng)加入強電解質(zhì)后,大大增加了溶液中離子的濃度,增大了離子間的相互作用.陽離子周圍形成陰離子氛,陰離子周圍形成陽離子氛.由于離子的不斷運動,這些離子氛時而拆散時而形成,使溶液里離子之間牽制作用增強,使Fe(3+)跟SCN(-)結(jié)合成Fe(SCN)(2+)的機會減少,也就是說,F(xiàn)e(SCN)(2+)電離度增大,使溶液的紅色變淺.

  〔評論2〕另,F(xiàn)e與Cl的配位是我們常忽視的問題,非常重要。另,也有離子強度的問題,加入電解質(zhì),影響溶液的離子強度,也就影響了物質(zhì)的活度。平衡常數(shù)為常數(shù)是按照每種物質(zhì)活度計算的結(jié)果,用濃度只是近似處理,不為常數(shù)。

  作者:陳獻忠,浙江省玉環(huán)縣玉城中學(xué)

  來源:新思考網(wǎng)


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