Indgreb i et ligevægtssystem

Formålet ved dette forsøg er at foretage forskellige indgreb i et ligevægtssystem. På baggrund af farveændringer i de forskellige opløsninger, kunne vi afgøre om der er sket en forskydning mod højre eller venstre eller om der ingen forskydning sker.

Teori:

Ved et ligevægtssystem kan man forskyde ligevægten til venstre og/eller højre, ved at anvende forskellige metoder. Dette kan bl.a. afhænge af temperaturen, tilsætning af kemikalier mm.

Ved hjælp af opløsningens farve, kan man afgøre, om indgrebet bevirker en forskydning mod højre eller venstre. Herudover er der mulighed for, at bivirkninger slet ikke laver forandringer med ligevægten.

Ved et ydre indgreb i et ligevægtssystem fremkalder en forskydning, som formindsker virkningen af indgrebet. Denne princip kaldes Le Chateliers princip. Herved kan man forudsige forskydnings retningen.

I dette forsøg koncentrer jeg mig om ligevægten:

For denne reaktion kan jeg opstille reaktionsbrøken:

I starten findes der kun jern(III)- og thiocyanat-ioner i opløsningen. Reaktionsbrøken er således lig med 0, da tælleren giver 0. Reaktionsbrøken bliver dog større med tiden, da koncentrationen af jern-mono-thiocyanat øges og koncentrationerne af jern(III) og thiocyanat falder. Dette fortsætter dog ikke, da der på et tidspunkt indtræder en ligevægt. Når ligevægten indtræder, er nettokoncentrationerne konstante og reaktionsbrøken forbliver derfor konstant.

Ligevægtsloven siger, at reaktionsbrøken ved ligevægt kaldes ligevægtskonstanten. Ligevægtskonstanten er et udtryk for, i hvor høj grad en reaktion forløber. Når reaktionsbrøken er større end ligevægtskonstanten, hælder den totale reaktionsretning mod venstre. Når reaktionsbrøken er mindre end ligevægtskonstanten, hælder den totale reaktionsretning mod højre. Noget lignende formuleres også ved Le Chateliers princip. Hans princip lyder: når et system er i ligevægt er nettokoncentrationerne konstante - hvis der opløses to calciumcarbonat-molekyler, vil to calcium- og to carbonat-molekyler krystaliseres. Man siger, at lukket system vil altid søge mod ligevægt. Foretages der nu et sådan indgreb, at koncentrationen af calciumcarbonat øges, vil systemet søge mod ligevægt. Dette sker ved at koncentrationen af calcium- og to carbonat-ionerne stiger. For at disse koncentrationer skal stige, må der dog opløses noget calciumcarbonat. Hermed formindskes virkningen af indgrebet hvilket er det, le Châteliers princip forudsiger.