DIMOSTRAZIONE DELL’EQUILIBRIO DI REAZIONE

Materiali

  • Acqua
  • Tiocianato di potassio (KSCN)
  • Nitrato ferrico (Fe(NO3)3)
  • Idrogenofosfato di bisodio (Na2HPO4)

Strumenti

Ogni gruppo ha a disposizione:

  • un becker in cui far avvenire la reazione
  • 4 piccoli becker in cui suddividere la soluzione
  • 2 cilindri graduati
  • una bacchetta di vetro per mescolare

Formule

3KSCN + Fe(NO3)3 ⇔ 3KNO3 + Fe(SCN)3

Svolgimento

In questa esperienza, attraverso l’osservazione del cambiamento di colore delle soluzioni a nostra disposizione, abbiamo dimostrato il principio di Le Chatelière a proposito dell’equilibrio di reazione
I reagenti da noi utilizzati sono sali con i quali sono state preparate due soluzioni acquose trasparenti.
La presenza di acqua non influenza la reazione in quanto la sua concentrazione resta invariata.
Abbiamo prima di tutto unito la soluzione di tiocianato di potassio con quella di nitrato ferrico notando come, stranamente, due reagenti incolori davano vita a un prodotto di colore rosso scarlatto.
Il colore è dovuto alla presenza del tiocianato di ferro, un complesso ionico che interagisce con la luce.
La soluzione ottenuta è stata suddivisa in 4 piccoli becker.
Apparentemente la reazione è finita, visto che il colore resta costante nel tempo come se tutte le particelle di reagente avessero dato origine ai prodotti.
Lavoriamo ora con i quattro becker, tecnicamente “perturbiamo l’equilibrio”:
-Il primo becker è servito come campione di riferimento,
-nel secondo abbiamo aggiunto dei cristalli di nitrato ferrico,
-nel terzo abbiamo aggiunto dei cristalli di tiocianato di potassio
-nel quarto abbiamo aggiunto dei cristalli di idrogenofosfato di bisodio, un composto ad alta affinità con lo ione ferrico.

Tabella dati

 

 

Conclusioni

Confrontando il secondo e il terzo becker con il primo, è evidente che il colore è cambiato.
Il composto nel secondo becker ha assunto una colorazione molto più cupa e questo ci ha fatto capire che si deve essere formato altro Fe(SCN)3.
La soluzione del terzo becker, invece, è diventata di color rosso rubino (vedi immagine in evidenza).
Si dice che se si aggiunge un reagente ad un sistema all’equilibrio, l’equilibrio “SI SPOSTA VERSO DESTRA” in modo da produrre i composti necessari a mantenere costante il valore della COSTANTE di reazione.
Se l’aggiunta di uno dei due reagenti ha aumentato la velocità della reazione diretta, ciò dimostra che nel sistema era presenta ancora il secondo reagente. Il sistema che apparentemente era “fermo”, in realtà si trova in EQUILIBRIO DINAMICO e reagisce ai piccoli cambiamenti di concentrazione facendo variare la reazione diretta o quella inversa fino a raggiungere una nuova situazione di equilibrio.
Il cambiamento di colore più sorprendente, però, è avvenuto nell’ultimo becker, in cui il composto ha assunto rapidamente un aspetto quasi trasparente. Questo è avvenuto perché l’anione dell’idrogenofosfato di bisodio, HPO–, avendo una grande affinità col catione Fe+++, tende a legarvisi, praticamente è come se si diminuisse la concentrazione di uno dei reagenti. In questo modo, però, sottrae cationi ferro agli anioni SCN–, diminuendo la concentrazione di Fe(SCN)3 nella sostanza.
Si dice che “L’EQUILIBRIO SI SPOSTA VERSO SINISTRA” poiché è proprio la presenza di Fe(SCN)3 a causare il colore rosso della  soluzione, se la sua concentrazione diventa bassa il colore risulta molto meno intenso fino a sparire.