Material
Den Einfluss der Konzentration auf chemische Gleichgewichte lässt sich exemplarisch am Thiocyanat-Gleichgewicht überprüfen. Hierbei reagieren Eisen(III)ionen mit Thiocyanat-Ionen zu Eisenthiocyanat. An den Färbungen der Lösung lässt sich erkennen, welcher Stoff enthalten ist.
Ausgangslage
Bei diesem Versuch werden vorab die folgenden Lösungen hergestellt:
Mischt man beide Lösungen, bildet sich Eisenthiocyanat. Es handelt sich hier um eine Gleichgewichtsreaktion, für welche die Chlorid- und Kalium-Ionen keine Rolle spielen:
Aufgaben
- Führen Sie nacheinander den Versuch V1 und V2 durch. Notieren Sie vor der Durchführung des jeweiligen Ansatzes eine Vermutung, wie sich die Farbe der Lösung verändern wird.
- Deuten Sie ihre Beobachtungen mit Hilfe von M1 und ihren Vorkenntnissen zum chemischen Gleichgewicht.
Das Thiocynanat-Gleichgewicht (Teil 1)
Materialien
- Schutzbrille
- 2 Reagenzgläser
- Reagenzglasständer
- 2 12 mL Spritzen
- Dreiwegehahn
- Spatel
Chemikalien
- Eisen(III)chlorid
- Kaliumthiocyanat
-
Eisen(III)chlorid-Lösung
- Lösung 1 gemäß M1
-
Kaliumthiocynanat-Lösung
- Lösung 2 gemäß M1
Durchführung
10 mL Lösung 1 und 10 mL Lösung 2 über ein Dreiwegehahn miteinander vermischen.
Zu 4 mL von Lösung 3 wird eine Spatelspitze festes Eisenchlorid gegeben. Ggf. leicht schütteln. Foto machen und Beobachtung notieren.
Zu 4 mL von Lösung 3 wird eine Spatelspitze festes Kaliumthiocyanat gegeben. Ggf. leicht schütteln. Foto machen und Beobachtung notieren.
Entsorgen und Aufräumen
-
Lösungen und Ansätze für Versuch 2 aufbewahren.
Das Thiocynanat-Gleichgewicht (Teil 2)
Materialien
- Schutzbrille
- Reagenzglasständer
- 2 Einwegpipetten
Chemikalien
-
0,1 M Natronlauge
- Lösung 1 gemäß M1
-
dest. Wasser
- Lösung 2 gemäß M1
Durchführung
Zu Ansatz 1 wird tropfenweise Natronlauge zugegeben. Nach jeder Zugabe leicht schütteln und von oben ins Reagenzglas schauen. Eine reine Verdünnung verändert den Farbeindruck nicht. Foto machen und Beobachtung notieren.
Zu Ansatz 2 wird in kleinen Portionen Wasser zugegeben. Nach jeder Zugabe leicht schütteln und von oben ins Reagenzglas schauen. Eine reine Verdünnung verändert den Farbeindruck nicht. Foto machen und Beobachtung notieren.
Entsorgen und Aufräumen
-
Lösungen in den Entsorgungsbehälter für Schwermetalle geben.
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Alle verunreinigten Labormaterialien spülen.
-
Alle Materialien an ihren Ursprungsort zurückstellen.
Die Chemie dahinter
Weiteres
Zu Ansatz 3: Natronlauge enthält Hydroxid-Ionen (OH-). Diese reagieren mit Eisen(III)ionen zu Eisen(III)hydroxid, einem schwerlöslichen Feststoff:
Zu Ansatz 4: Genauer betrachtet bilden Eisen-Ionen in Wasser sogenannte „Komplexe“, in denen sechs Wassermoleküle an das zentrale Eisen-Ion gebunden sind. Formeln von Komplexen stehen immer in eckigen Klammern (siehe Abb. 1). Die Wassermoleküle in diesem Komplex können schrittweise durch Thiocyanat-Ionen ausgetauscht werden, sodass es streng genommen mehrere Verbindungen von Eisenthiocyanat gibt:
Bei der Bildung und dem Zerfall der farbigen Eisenthiocyanat-Komplexe handelt es sich um gekoppelte Gleichgewichte, in denen jeweils ein Wassermolekül durch ein Thiocyanat-Molekül ausgetauscht wird. Wasser dient daher hier nicht nur der Verdünnung, sondern ist auch Reaktionspartner!
Weiteres
Eisen(III)hexahydrat-Komplex