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Prinzip von Le Chatelier in Farbe – FeSCN²⁺ und Cobaltchlorid

ChemieKinetik und GleichgewichtAlter 16–17

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Zwei farbige Gleichgewichte im Reagenzglas: Fe³⁺ + SCN⁻ ⇌ FeSCN²⁺ (blutrot) und [Co(H₂O)₆]²⁺ (rosa) + 4Cl⁻ ⇌ [CoCl₄]²⁻ (blau) + 6H₂O. Geben Sie Reagenzien zu, verdünnen Sie mit Wasser, fällen Sie ein Ion aus oder ändern Sie die Temperatur des Wasserbads, und verfolgen Sie Farbe, Konzentrations-Zeit-Diagramm und Qc im Vergleich zu Kc. Zugabe oder Entzug von Stoffen ändert nur Qc; Kc ändert sich nur mit der Temperatur (das Cobalt-Gleichgewicht ist in Hinrichtung endotherm).

Lektion: Chemisches Gleichgewicht – Prinzip von Le Chatelier

Was sie zeigt

Nach dem Prinzip von Le Chatelier weicht ein System im Gleichgewicht einer Störung aus, indem es sich so verschiebt, dass die Störung teilweise ausgeglichen wird. Zwei klassische Farbreaktionen machen diese Verschiebung sichtbar: blutrotes FeSCN²⁺ aus Fe³⁺ und SCN⁻ sowie der Wechsel von Rosa nach Blau, wenn [Co(H₂O)₆]²⁺ zu [CoCl₄]²⁻ wird. Hin- und Rückreaktion hängen von den Konzentrationen ab, daher läuft das Gemisch, bis Qc gleich Kc ist. Konzentrationsänderungen und Verdünnung verschieben nur Qc; die Temperatur ändert Kc selbst. Die Zeit ist verlangsamt, Kc und ΔH des Cobalts sind Beispielwerte.

So funktioniert es

Lassen Sie im Eisen-Reiter das Gemisch zur Ruhe kommen und klicken Sie dann auf Fe³⁺ zugeben oder SCN⁻ zugeben: Das Rot wird kräftiger. Mit AgNO₃ zugeben oder NaOH zugeben fällen Sie ein Ion aus, und die Farbe wird blasser. Testen Sie Wasser zugeben und vergleichen Sie mit reiner Verdünnung. Im Cobalt-Reiter verschieben Sie Wasserbadtemperatur, klicken auf Konz. HCl zugeben und lesen die Anzeige Qc gegen Kc ab.

Einstellbare Parameter

  • Gleichgewichtssystem Fe³⁺ + SCN⁻ ⇌ FeSCN²⁺ (blutrot), [Co(H₂O)₆]²⁺ + 4Cl⁻ ⇌ [CoCl₄]²⁻ + 6H₂O (rosa ⇌ blau)
  • Anfangskonzentration Fe³⁺ 0,5–4 mM
  • Anfangskonzentration SCN⁻ 0,5–4 mM
  • Anfangskonzentration Cl⁻ (Cobalt-System) 2–10 M
  • Anfangstemperatur des Wasserbads (Cobalt-System) 0–90 °C

Fragen zum Erkunden

  1. Warum wird die FeSCN²⁺-Lösung beim Verdünnen mit Wasser blasser, als die Verdünnung allein erklärt?
  2. Ist die Hinreaktion des Cobalt-Gleichgewichts nach den Farben beim Erwärmen und Abkühlen exotherm oder endotherm?
  3. Hat sich Kc nach der Zugabe von Fe³⁺ und neuer Gleichgewichtseinstellung geändert, und was geschah mit [SCN⁻]?

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