质疑:氯化钾不影响铁与硫氰跟的配位平衡吗?

逍遥学能  2016-01-09 10:46

  氯化钾不影响Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3的平衡吗?

  高二化学教材以FeCl3+3KSCN?Fe(SCN)3+3KCl的可逆反应为载体,增加FeCl3或KSCN的浓度进行对照实验,比较溶液颜色变化从而证明改变反应物浓度能影响以及如何影响化学平衡。

  那么向平衡体系中加入KCl固体从而改变KCl浓度,究竟能否影响该化学平衡呢?

  一般的解答是从理论上进行推导得出的。根据勒沙特列原理,改变体系中物质浓度能影响化学平衡,其前提条件是改变参与反应的物质的浓度。从表面上看,KCl参与了反应,但实际上,由于该可逆反应是离子反应,其实质是发生Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3,KCl并没有参与。因此,改变KCl不能影响该化学平衡。

  这种解答是否可信呢?让我们用实验验证,下表是我做的一些实验结果

  实验结论:在较稀浓度的化学平衡体系中,KCl能影响化学平衡,增加KCl浓度,化学平衡向逆方向移动,随着体系浓度的升高,KCl对该化学平衡的影响程度下降,也有可能是因为浓度越高,颜色越深,肉眼难以识别颜色的变化。

  为什么实验结果与理论推导不相符呢?原来,该体系中还存在着另一个平衡:Fe3++6Cl-?FeCl63-,增加KCl浓度,能使上述化学平衡向正方向移动,从而导致Fe3+浓度变小,并最终影响Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3的平衡。在体系浓度较稀时,这种连环变化比较明显,在体系浓度较大时,这种变化以及由此造成的颜色变化程度不大。

  “氯化钾能不能改变Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3的化学平衡”是一道传统的问题,“标准答案”是氯化钾不影响该化学平衡,增加氯化钾,体系颜色不会改变。其实,这个答案是错误的!由此可见,化学问题不能片面地从理论到理论,还应接受实验的检验。

  〔评论1〕醉谪(游客)   (2)加入KCl晶体使Fe(3+)/SCN(-)溶液颜色变浅的原因从Fe(3+)和SCN(-)反应的离子方程式可以看出,K(+)和Cl(-)都没有参加反应,加入KCl不会引起Fe(3+)/SCN(-)平衡的移动.事实上,加入NaNO3,CH3COONH4,Na2SO4或KI等这些与平衡无关的强电解质晶体,都会使Fe(3+)/SCN(-)溶液的颜色变浅.这种颜色得变化不是由于平衡的移动,而是由于"盐效应"引起的.可以解释如下:在Fe(SCN)(2+)溶液里,存在着下列电离平衡:Fe(3+)+SCN(-)-Fe(SCN)(2+)当加入强电解质后,大大增加了溶液中离子的浓度,增大了离子间的相互作用.阳离子周围形成阴离子氛,阴离子周围形成阳离子氛.由于离子的不断运动,这些离子氛时而拆散时而形成,使溶液里离子之间牵制作用增强,使Fe(3+)跟SCN(-)结合成Fe(SCN)(2+)的机会减少,也就是说,Fe(SCN)(2+)电离度增大,使溶液的红色变浅.

  〔评论2〕另,Fe与Cl的配位是我们常忽视的问题,非常重要。另,也有离子强度的问题,加入电解质,影响溶液的离子强度,也就影响了物质的活度。平衡常数为常数是按照每种物质活度计算的结果,用浓度只是近似处理,不为常数。

  作者:陈献忠,浙江省玉环县玉城中学

  来源:新思考网


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