071 – 르 샤틀리에 원리

르 샤틀리에의 원리는 화학 공학자가 완결되지 않으려는 반응에서 더 많은 생성물을 짜낼 수 있게 해주는 규칙이다. 이 원리 때문에 암모니아가 고압에서 합성되고, 용광로가 과량의 일산화탄소와 함께 가동되며, 혈액이 폐에서 흡수한 산소가 일하는 근육에서 다시 방출되는 것이다. 전 세계 거의 모든 실험실에서 이를 가르치는 데 사용되는 시스템은 바로 이 벤치 위에 있는 것, 즉 철(III)과 티오시안산염이다. 두 물질은 매우 진하게 색을 내는 착화합물을 형성하여, 기구 없이도 눈으로 농도 변화를 읽어낼 수 있다.

반응은 Fe입니다³⁺(aq) + SCN⁻(aq) ⇌ [FeSCN]²⁺(aq)에 속하며, 짙은 혈액색은 완전히 오른쪽의 착화물에 속합니다. 이 농도에서 두 반응물은 거의 무색입니다. 평형 상태에서 농도들은 K를 만족합니다._f = [FeSCN²⁺] / ([Fe³⁺][SCN⁻]) ≈ 1.4 × 10² 25 °C에서 반응 혼합물을 교란하면—반응물 중 하나를 추가하거나, 제거하거나, 온도를 높이거나 낮추면—반응 지수 Q는 더 이상 K와 같지 않게 됩니다._f; 시스템은 그렇게 될 때까지 그 착물을 소모하거나 방출하는 방식으로 반응한다. 이것이 바로 르 샤틀리에의 원리가 정확하게 기술된 것이다. 즉, 시스템이 변화에 “저항한다”는 것이 아니라, Q를 K로 되돌리는 방향이라면 어느 쪽으로든 움직인다는 것이다.

이 실험실에서 여러분은 하나의 평형 혼합물을 준비하여 여덟 개의 동일한 부분으로 나누고, 첫 번째 것은 다른 것들과 비교하기 위한 기준으로 남겨둘 것입니다. 그런 다음 일곱 개의 시험관에 여섯 가지 서로 다른 방식으로 자극을 가할 것입니다: 티오시안산염 추가, 철 추가, 둘 다 동시 추가, 수산화물 첨가로 시스템에서 철 침전시키기, 수소인산염으로 철 결합시키기, 얼음물 수조 및 80 °C 물수조. 모든 시험관은 검은색 카드 앞에서 1번 시험관과 비교되며, 각 시험관이 이동하는 방향—착화합물 쪽으로 더 어두워지거나, 유리 이온 쪽으로 더 옅어짐—이 전체 결과입니다.

교육 목표

르샤틀리에의 원리, 진술 및 적용

• 반응 몫과 평형 상수의 관점에서 이 원리를 설명하고, 물질을 첨가하기 전에 이를 이용하여 평형 이동 방향을 예측하시오.
• ~을 이동시키는 것과 위치 평형의, 어떤 농도 변화가 그러하듯, 그리고 평형을 변화시키는 상수, 오직 온도만이 하는.

착물 평형과 측도로서의 색상

• 착색된 착이온의 생성 평형과 그 생성 상수를 적고, 조성이 알려진 혼합물에서 해당 착이온의 농도를 계산하시오.
• 비어-람베르트 법칙을 사용하여 색의 깊이를 농도와 관련시키고, 육안으로 두 시험관의 순위를 실제로 매길 수 있는 범위를 확인하시오.

종 하나 추가하기, 그리고 하나 제거하기

• 반응물의 첨가 효과를 예측하고, 두 반응물 중 하나가 완전히 소모되면 그 효과가 포화되는 이유를 설명하시오.
• 혼합물에서 이온을 침전시키는 것은 그것을 따라 버리는 것만큼 확실하게 평형 상태에서 이온을 제거하는 이유를 설명하고, 얼마나 적은 양의 이온이 남게 되는지 계산하시오.

온도 스트레스

• 반트호프 식을 사용하여 온도 변화의 방향을 엔탈피 변화의 부호와 연결하십시오.
• 관찰된 온도 효과에 둘 이상의 가능한 원인이 있는 경우를 인식하고, 이를 구분하기 위해 어떤 추가 측정이 필요한지 말하십시오.

제어된 정성적 비교

• 동일한 원자재에서 채취한 대조 튜브와 여덟 개 모두의 뒤에 놓인 검은색 배경은, 색상 비교를 단순한 인상이 아닌 증거로 만들어 주는 요소입니다.
• 형용사 대신 순위를 기록하고, 그 순위를 더 이상 신뢰할 수 없는 시점을 명시하십시오.

기술과 안전

• 단일 스톡에서 동일한 양의 시료를 준비하고, 고형물의 무게를 재며, 튜브를 스탠드에 고정한 채 온수조와 냉수조를 작동시키세요.
• 티오사이안산염은 단 하나의 필수적인 주의사항을 지켜 다루어야 합니다. 티오사이안산염과 강산이 만나면 시안화수소를 방출하기 때문에, 폐기물을 절대 산성화해서는 안 됩니다.

프로토콜

파트 A: 기본 용액 준비

1. 눈금 실린더를 사용하여 0.001M KSCN 용액 50mL를 측정합니다.
2. 측정된 용액을 50mL 비커에 붓습니다.
3. 스포이트를 사용하여 0.1M Fe(NO₃)₃ 용액을 비커에 붓습니다.
4. 유리 막대로 혼합물을 저어주세요.
5. 10mL 눈금 실린더를 사용하여, 생성된 용액을 8개의 시험관에 분배합니다 (시험관당 약 6mL).

Part B : 평형점의 변화

1. 스패튤러를 사용하여 시험관 2에 KSCN 분말(5mL) 약 1.5~2g을 넣으십시오.
2. 시험관 2번 흔들기.
3. Fe(NO3₃)₃ (1개)를 겸자로 시험관 3 으로 옮긴다.
4. 시험관 3번을 흔들어주세요.
5. 스패튤라를 사용하여 시험관 4에 KSCN 분말(5mL) 1.5~2g을 넣으십시오.
6. 시험관 4를 흔들어라.
7. Fe(NO3₃)₃ (1개) 겸자를 이용하여 시험관 4에 넣는다.
8. 시험관 4를 흔들어라.
9. 시험관 5에 KOH 용액 2방울을 넣으세요.
10. 시험관 5를 흔들어라.
11. 나트륨 1.5 ~ 2g을 첨가하세요.₂HPO₄ 시험관 6에 분말(5mL)을 넣으시오.
12. 시험관 6을 흔드세요.
13. 얼음이 담긴 250mL 비커에 찬 수돗물을 채워 얼음물을 준비하십시오.
14. 그런 다음 비커를 오른쪽 유니버설 스탠드의 오른쪽에 놓으십시오.
15. 오른쪽 유니버설 스탠드에 클램프를 부착하세요. 얼음 비커 위쪽에.
16. 시험관 7을 집게에 부착하여 시험관이 얼음 비커 안에 위치하도록 하십시오.
17. 얼음물에 잠긴 시험관 7을 유리막대로 섞어주세요.
18. 250mL 비커 하나를 수돗물로 채우세요.
19. 두 번째 비커를 핫 플레이트 위에 놓으세요.
20. 왼쪽 만능 스탠드에 비커를 집는 집게를 핫플레이트 위에 있는 비커 위쪽으로 부착하십시오.
21. 시험관 8을 왼쪽 스탠드의 클램프에 부착하여, 시험관이 핫플레이트 위의 비커에 위치하도록 하십시오.
22. 자석 교반 바를 플레이트 위의 비커에 넣고 교반기를 작동시키세요.
23. 핫플레이트의 온도를 80°C로 조절하세요.
24. 80°C 온도에 도달하면, 뜨거운 물 중탕에 시험관 8을 담근 채 유리 막대로 섞어 주세요.
25. 시험관 7과 8의 변화를 관찰하십시오. 색깔이나 침전물의 차이를 기록하십시오.
26. 자석 교반기를 멈추고 핫플레이트의 온도를 15°C로 낮추십시오.
27. 비커에서 마그네틱 교반봉을 제거하세요.
28. 마지막으로 모든 시험관을 흔들어 반응을 균일하게 하십시오.
29. 테스트 튜브 2번부터 8번까지 사진을 찍고, 대조군인 1번 테스트 튜브를 참조하여 각 색을 기록하십시오.

참고: 색상 변화를 명확히 구분하기 위해 용액 앞에 검은색 켄트지를 놓으십시오.

30. 시험관의 내용물을 회수통에 비우고 사용한 장비를 증류수로 헹구십시오.

예상 결과

튜브 1은 절대 건드리지 않습니다. 아래에 보고된 모든 내용은 검은색 카드 앞에서 그것과 비교하여 이루어진 것이며, 실험실의 결과는 다음과 같습니다. 방향 각 튜브는 그 위에 읽힌 어떤 숫자보다도 움직인다.

튜브	무엇이 추가되었나요?	증축 크기	예상 외형	이동 방향
1	아무것도 없음 — 참고 자료	—	맑은 적황색	평형 상태에서, 티오시아네이트의 12 %가 복합체를 형성한다.
2	KSCN 분말, 1.5–2 g	튜브에 이미 들어있는 티오시안산염의 약 3000배	훨씬 더 진한 붉은색이며, 적갈색에 가까움	착물로: 반응물 추가됨
3	Fe(NO₃)₂3)3 결정, 1.5–2 g	튜브에 이미 들어 있는 철의 약 6배에 달하는	강렬한 빨강	복합체(착물)를 향하여: 다른 반응물
4	위의 둘 다	양 극단을 한꺼번에	매우 어두운 갈색, 여덟 개 중 가장 짙은 색	양쪽에서 컴플렉스를 향해
5	수산화칼륨(KOH) 2방울	농도가 약 0.2 M인 경우 모든 철을 침전시키기에 충분함	적갈색 고체 위의 무색 액체	자유 이온을 향하여: Fe3+ Fe(OH)로 제거됨3
6	나2HPO4 파우더, 1.5~2g	녹일 수 있는 것보다 훨씬 더 많이	빨간색이 엷어지고, 옅은 황갈색의 고체가 나타납니다.	자유 이온을 향하여: Fe3+ FePO₄로 결합된4
7	얼음물 목욕	약 0~4 °C	튜브 1보다 약간 더 진한 빨간색	냉각을 위한 컴플렉스 쪽으로
8	80 °C 수조	플레이트 설정 온도 80 °C	빨간색은 연한 노란색으로 옅어지며, 냉각되면 다시 돌아옵니다.	가열 시 유리 이온을 향하여

만들어낸 기준 혼합물

실험실에서 하는 모든 일은 시험관 1을 기준으로 측정되므로, 그 안에 무엇이 들어있는지 알아둘 가치가 있습니다. 0.001 M KSCN 50밀리리터에는 5.0 × 10이 들어 있습니다.^-5 티오사이안산염의 몰. 0.10 M Fe(NO의 11방울₃)₃, 한 방울당 약 0.05 mL씩, 0.55 mL와 5.5 × 10을 더하십시오^-5 철의 몰수이며, 부피를 50.6 mL로 맞춘다. 따라서 반응이 일어나기 전의 [SCN⁻]₀ = 9.9 × 10⁻⁴ M 및 [Fe³⁺]₀ = 1.09 × 10^{마이너스 3} M — 거의 일대일 혼합물로, 이는 기준 혼합물이 정확히 가져야 할 모습인데, 왜냐하면 이를 통해 양방향으로 조절할 수 있기 때문이다.

K 해결하기_f = x / ((9.9 × 10⁻⁴ − x)(1.09 × 10^{마이너스 3} − x)) = 1.4 × 10² x에 대해 [FeSCN을 생성합니다²⁺] = 1.2 × 10⁻⁴ M, [SCN에서 나가는 중⁻] = 8.7 × 10⁻⁴ M 및 [Fe³⁺] = 9.7 × 10⁻⁴ M. 티오시아네이트 중 약 12 %만이 복합체에 결합되어 있다, and that is the single most useful number in the laboratory: the reference tube is not a finished reaction but a mixture in which the great majority of both reactants is still free and available, which is precisely why every one of the seven stresses produces a visible response.

수량	가치	그것이 어디서 유래하는지
티오시안산염 섭취됨	5.0 × 10-5 mol	50.0 mL × 0.001 M
철분 추가됨	5.5 × 10-5 mol	11방울 × 0.05 mL × 0.10 M
총 볼륨	50.6 mL	50.0 + 0.55 mL
[FeSCN2+] 평형 상태에서	1.2 × 10−4 M	Kf 그리고 두 개의 질량 수지
티오시안산염 착화합물	12 %	1.2 × 10−4 / 9.9 × 10−4
6 mL 1회분에 복합체 포함	7 × 10−7 mol	1.2 × 10−4 M × 6.0 mL
447 nm에서의 시험관 내 흡광도	약 0.8	A = εcl (여기서 ε = 4700 L mol⁻¹ cm⁻¹ 등 농도 단위 포함 가능하나 원문 그대로 전달) A = εcl (ε = 4700 L mol)-1 cm-1, l ≈ 1.5 cm
튜브가 육안으로 더 이상 어둡게 보이지 않는 농도	약 3 × 10−4 M	A = 2, 즉 투과된 빛의 1 %

튜브 2, 3 및 4: 반응물 첨가

각 6.0 mL 분량은 5.9 × 10을 담고 있습니다^-6 티오시아네이트의 몰 및 6.5 × 10^-6 모든 형태의 철의 몰 수. 이에 비해 1.75 g의 KSCN은 1.8 × 10^-2 mol — 튜브가 이미 포함하고 있는 양의 약 3천 배에 달하는 티오시안산염과 약 3 mol/L의 농도. 마찬가지로 1.75 g의 Fe(NO₃)₃·9H₂O는 4.3 × 10입니다^{마이너스 3} mol, 이는 존재하는 철의 약 660배, 즉 약 0.7 mol/L입니다. 이것들은 미세한 조정이 아닙니다. 어떤 시약이 추가되든, 다른 하나는 기본적으로 완전히 소모됩니다: 튜브 2에서는 모든 철이 착화되고, 튜브 3에서는 모든 티오시안산염이 착화되며, 색상은 부족했던 물질에 의해 결정되는 한계까지 치솟습니다.

그 천장값은 계산해 볼 가치가 있습니다. 왜냐하면 그것이 튜브 2와 3이 보여줄 수 있는 정직한 한계이기 때문입니다. 복잡화 모두 튜브 안의 철은 1.09 × 10을 제공할 것입니다^{마이너스 3} FeSCN의 몰농도²⁺, 기준 값의 9배; 모든 티오시안산을 착화합물로 만들면 9.9 × 10⁻⁴ M, 대략 8배 정도입니다. 따라서 무한한 초과량을 투입하더라도 약 1 자릿수(order of magnitude) 정도의 차이만을 얻을 수 있을 뿐이며, 두 시험관 모두 그 수준에 도달합니다. 두 가지 초과량을 한 번에 받는 4번 시험관은 더 이상 원래의 두 종(species) 중 어느 것에 의해서도 제한되지 않습니다. 이 시험관은 그 자체로 철(III) 티오시안산염의 진한 용액이 되며, 이것이 8개의 시험관 중 가장 어두운 이유이자 또한 가장 유익하지 않은(정보를 주지 않는) 이유입니다. 이 시험관이 보여주는 평형은 더 이상 기준 시험관이 시연하도록 준비된 평형이 아니기 때문입니다.

관 모양의 색깔이 그것에 의존하기 때문에 한 가지 추가적인 결과는 언급할 가치가 있다. 1 mol/L 정도의 티오시안산염 농도에서는 1:1 착물만 존재하는 것이 아니며, 연속적인 평형에 의해 Fe(SCN)이 생성된다.₂⁺, Fe(SCN)₃ 그리고 티오시안산염이 매우 풍부한 용액에서는, Fe(SCN)까지의 화학종이₆³⁻. 이것들은 FeSCN보다 더 긴 파장에서 흡수합니다.²⁺, 그것이 튜브 2가 붉게 변하는 이유입니다.갈색 단순히 더 진한 빨간색이 되기보다는 그렇다. 따라서 갈색은 그 변화의 증거이지만, 단순한 방정식이 설명하는 변화의 증거는 아니다.

튜브 5와 6: 반응물 제거하기

이 두 개의 시험관은 실험실에서 더 강력한 절반입니다. 왜냐하면 그 안에서 아무것도 쏟아져 나오지 않는데도 반응물이 사라지기 때문입니다. 수산화물은 철(III)을 Fe(OH)로 침전시킵니다.₃: Fe³⁺(수용액) + 3 OH⁻(aq) ⇌ Fe(OH)₃(s), K 포함_SP = 2.8 × 10^-39. 뒤에 나오는 숫자는 매우 놀랍습니다. 용액이 pH 7에만 도달해도, [Fe³⁺] = K_SP/[OH⁻]³ = 2.8 × 10^-39 / (1.0 × 10⁻⁷)³ = 2.8 × 10^-18 M — 약 백 밀리리터당 하나의 철 이온 꼴입니다. 티오시안산염이 결합할 철이 아예 남아 있지 않으므로, 착물이 완전히 해리되고 액체는 적갈색 고체 위에서 무색이 됩니다. 이것은 부분적인 이동이 아니라 평형 전체가 무너지는 것이며, 침전에 의해 제거된 화학종은 경사 분리에 의해 제거된 화학종과 마찬가지로 완전히 사라진다는 점을 보여줍니다.

덧셈의 산술도 해볼 가치가 있습니다. 각 튜브에는 6.5 × 10이 들어 있습니다.^-6 철의 몰, 따라서 그것을 모두 침전시키려면 2.0 × 10이 필요합니다.^-5 수산화칼륨이 0.2 mol/L일 때 두 방울(약 0.1 mL)이 공급하는 수산화물 몰수. 더 진한 용액은 더 진한 배수만큼 지나치게 들어가며, 과잉이 더 이상 중요하지 않은 지점을 한참 지나쳐 pH를 높이게 됩니다.

인산수소는 다른 침전원인 Fe와 동일한 방식으로 작용합니다.³⁺(수용액) + HPO₄²⁻(aq) ⇌ FePO₄₄(s) + H⁺(aq), 인산철(III)은 가장 용해도가 낮은 일반적인 철염 중 하나이므로 (K_SP 10계의^-22, ,(수화 상태에 따라 여러 자릿수에 걸쳐 표로 정리된 값이 있음). 철을 제거하면 착화합물 평형이 다시 유리 이온쪽으로 이동하여 붉은색이 옅어집니다. 두 가지 솔직한 단서: 진한 인산수소나트륨 용액 자체는 pH 약 9로 알칼리성이고, 그 pH에서는 수산화철(III)이 스스로 침전되므로, 연한 황갈색 고체는 순수한 FePO₄라기보다는 인산염과 수화 산화물의 혼합물일 가능성이 매우 높습니다.₄, 그리고 5번과 6번 시험관은 두 가지 경로를 통해 동일한 화학 반응을 두 번 보여주고 있는 것일 수 있습니다. 그리고 6번 시험관에 첨가된 파우더의 대부분은 전혀 녹을 수 없습니다.

튜브 7과 8: 온도, 그리고 그것이 증명할 수 있는 것과 없는 것

온도는 이 실험실에서 평형상수 자체를 변화시키는 유일한 스트레스입니다. 반트 호프 관계식, ln(K₂/K₁) = −(ΔH°/R)(1/T₂ − 1/T₁), 그 양을 나타낸다. 두 항온조를 각각 275 K와 353 K로 하고 K를 3배 — 육안으로 명확히 구분할 수 있는 대략 가장 작은 변화 — 만큼 바꾸는 데 필요한 엔탈피 변화가 얼마인지 물어보면, ln 3 = 1.10 = −(ΔH°/8.314)(1/353 − 1/275) = −(ΔH°/8.314)(−8.03 × 10⁻⁴), 따라서 |ΔH°| ≈ 11 kJ/mol이다. 따라서 얼음물과 뜨거운 물 사이의 눈에 띄는 차이는 적어도 그 정도 크기의 엔탈피 변화를 암시하며, 관찰된 방향, 즉 차가울 때 더 어둡고 뜨거울 때 더 연해지는 것은 착물의 형성이 발열 반응임을 나타낸다.

그것이 바로 그 실험실이 도달하도록 설계된 결론이며, 우수한 학생이라면 어쨌든 찾아낼 한 가지 단서와 함께 보고되어야 한다. 완전히 다른 두 번째 과정은 가열 시 동일한 색상을 바래게 한다. 철(III)은 물속에서 약산이며, Fe³⁺ + H₂O ⇌ FeOH²⁺ + H⁺ K와 함께_a = 6.5 × 10^{마이너스 3}, 그리고 그 가수분해가 강한 흡열 반응이며, ΔH ≈ +43 kJ/mol이라는 점입니다. 이것을 298 K와 353 K 사이의 동일한 반트호프 식에 대입하면 가수분해 상수가 15배 증가하며, 이는 유리 Fe를 제거합니다.³⁺ 이 실험은 착화합물 엔탈피와 상관없이 관을 뜨겁게 만들고 색을 옅게 만듭니다. 이 실험은 두 가지를 분리할 수 없으며 원리를 가르치기 위해 분리할 필요도 없습니다. 그러나 솔직한 설명은 8번 시험관이 착화합물 형성에 대한 ΔH를 측정한다는 것이 아니라 가열 시계가 착화합물로부터 멀어지는 방향으로 이동함을 보여준다는 것입니다. 이 실험의 정량적 버전에서 하듯이 소량의 질산으로 가수분해를 억제하는 것이 온도 결과가 단 한 가지 의미만 갖도록 만드는 방법입니다.

기준 튜브에 대해서도 동일한 가수분해 과정이 적용됩니다. 1.09 × 10에서^{마이너스 3} M 산을 넣지 않고, x를 용해하기²/(1.09 × 10^{마이너스 3} − x) = 6.5 × 10^{마이너스 3} 용액의 pH를 약 3으로 맞추고 대부분의 철은 연노란색의 FeOH 형태로 존재하게 한다²⁺ Fe로라기보다는³⁺. 착물 형성이 여전히 일어나며, 평형들이 상호 연결되어 있고 티오시안산염이 수산화물 형태로부터 철을 다시 끌어내지만, 산 없이 준비된 혼합물은 이상적인 계산이 예측하는 것보다 더 옅으며, 1.2 × 10⁻⁴ M은 상한으로 읽어야 한다.

학년별 과제 요약

9~10학년

집중하세요. 관찰, 어휘, 그리고 정체된 반응이라도 여전히 한쪽 방향으로 밀어붙일 수 있다는 생각.

활동. 블랙 카드 앞에서 튜브 1과 비교하여 8개의 튜브 전부에 순위를 매기고, 각 튜브에 무엇이 첨가되었는지, 그리고 붉은색이 더 진해졌는지 연해졌는지를 기록하십시오. 반응식을 쓰고 색을 나타내는 원인 화학종의 이름을 대십시오. 티오사이안산염을 첨가하면 색이 진해지는 이유와 수산화물을 첨가하면 색이 파괴되는 이유를 각각 한 문장씩 설명하고, 온도 효과를 보여주는 두 개의 튜브와 그 방향이 어느 쪽인지 말하십시오.

11학년

집중하세요. 반응 지수, 생성 상수, 그리고 르 샤틀리에의 원리는 사후에 설명하기보다는 예측하는 데 사용된다.

활동. 사용된 부피로부터 스톡 혼합물 내의 철과 티오시안산염의 농도를 계산한 다음, K를 사용하시오._f 복합체의 농도를 구하고, 티오시아네이트 중 약 12 %만이 결합되어 있음을 보여라. 2번 시험관에 이미 들어 있는 티오시아네이트 양보다 몇 배 더 많은 양이 추가되는지 계산하라. 각 시험관을 확인하기 전에, Q의 변화를 설명하여 각 시험관의 결과를 예측하십시오. 그런 다음 가장 어려운 경우, 즉 시험관 5와 6에서 아무것도 꺼내지 않았음에도 색이 사라지는 이유를 설명하십시오.

12학년 / 대학교 수준

집중하세요. 정량적 처리와 모델의 한계.

활동. 두 개의 질량 수지와 K를 이용하여 원료의 평형 조성 도출하기_f 과잉을 가정하는 대신 이차 방정식을 풀고, 튜브 2와 3이 도달할 수 있는 착물의 상한 농도를 계산하십시오. ε = 4700 L mol인 벰-람베르트 법칙을 사용하십시오.^-1 cm^-1 튜브 1의 흡광도와 튜브가 육안으로 더 이상 어두워지지 않는 지점의 농도를 계산하고, 그 결과를 이용하여 튜브 2부터 4가 규명할 수 있는 것과 규명할 수 없는 것을 설명하시오. 평형상수 K로부터 작업 농도에서의 철(III) 가수분해 정도를 추정하시오._a = 6.5 × 10^{마이너스 3} 그리고 기준 색상에 미치는 영향을 서술하시오. 반트호프 방정식을 적용하여 두 수조 사이의 가시적인 색상 변화를 유발하는 데 필요한 엔탈피 변화를 구한 다음, 가열 시 관찰되는 탈색 현상만으로는 착화 반응의 ΔH 부호를 확정할 수 없는 이유를 설명하시오. 마지막으로, K를 측정할 수 있는 이 실험의 산성화된 분광광도법 버전을 구체적으로 제시하시오._f 부호들을 유추하는 대신 $\Delta H$를 사용합니다.

실험실 필수품

악기

• 비커 (50 mL)
• 비커(250 mL) 2개 — 하나는 얼음조욕용, 하나는 온조욕용
• 색상 비교를 위한 배경으로서의 검은색 판지
• 드롭퍼
• 전자 저울
• 유리봉
• 눈금실린더 (10 mL)
• 눈금실린더 (70 mL)
• 마그네틱 교반기가 있는 핫플레이트와 교반 자석 막대
• 휴지통
• 주걱
• 시험관 × 8개, 번호순 부착
• 집게
• 범용 스탠드 × 2, 클램프 포함

제품

• 증류수 (세척용)
• 얼음물 목욕을 위한 얼음과 차가운 수돗물
• 질산철(III) 0.10 M (용액, 10–12방울)
• 질산철(III)(결정, 튜브당 1.5–2 g, 튜브 2개)
• 수산화칼륨 (용액, 2방울 — 농도는 빌드에서 지정되지 않음)
• 티오사이안산 칼륨 0.001 M (용액, 50 mL)
• 티오시안산 칼륨(분말, 튜브당 1.5–2g, 튜브 2개)
• 인산수소나트륨(분말, 1.5–2 g)