用鹽溶解的熱效應(yīng)做化學(xué)平衡移動實驗

汪五一

【摘 要】分別用冷熱水和鹽溶解的熱效應(yīng)作冷熱源進行對比，來做化學(xué)平衡移動實驗，驗證溫度對化學(xué)平衡移動的影響規(guī)律

【關(guān)鍵詞】鹽溶解熱效應(yīng)；化學(xué)平衡移動；創(chuàng)新

中圖分類號： TF803.27 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）35-0202-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.35.087

對于可逆反應(yīng)2NO2（棕色）N2O4（無色）+熱量，做以下實驗和分析。

兩個連通的燒瓶里盛有二氧化氮和四氧化二氮在室溫下達到平衡的混合氣體，然后用夾子夾住橡皮管，把左邊的燒瓶放在熱水里，把右邊的燒瓶放在冰水里，觀察混合氣體顏色的變化。可以看到左邊混合氣體受熱顏色逐漸變深，右邊混合氣體遇冷顏色逐漸變淺。

兩個連通的燒瓶里盛有二氧化氮和四氧化二氮在室溫下達到平衡的混合氣體，然后用夾子夾住橡皮管，向左邊燒杯里加入致熱鹽BaCl2等，向右邊燒杯里加致冷鹽NH4NO3等，不斷攪拌直到溶液飽和，就會看到隨著鹽的加入，左邊的混合氣體遇熱顏色逐漸變深，右邊的混合氣體遇冷顏色逐漸變淺。

將兩個實驗進行比對，可發(fā)現(xiàn)上述平衡混合氣體顏色的改變受溫度升降影響的結(jié)果是相同的。

原理如下：

在二氧化氮和四氧化二氮混合氣體體系中，存在著2NO2N2O4+熱量平衡，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。從以上實驗可知道，混合氣體受熱顏色變深，是因為二氧化氮濃度增大（因二氧化氮為棕色，較四氧化二氮的無色深），平衡向逆反應(yīng)方向移動；混合氣體遇冷顏色變淺，是因為二氧化氮濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動。

結(jié)合上述兩個實驗結(jié)果分析，可以看出：

在其他條件不變的情況下，溫度升高，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動；溫度降低，化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動。

鹽在晶體狀態(tài)時陰陽離子交錯排列，此時體系的能量比陰陽離子單獨存在時低，將晶體拆成距離為無窮遠時所需的能量稱晶格能。鹽在溶解狀態(tài)時陰陽離子是分別被水分子包圍的，水分子可看作一個偶極子，它偏正電荷的一端會靠近陰離子，反之亦然。這樣體系的能量也比陰陽離子單獨存在時低，由此降低的能量稱為水和能。當(dāng)物質(zhì)的水和能大于晶格能時，溶解放熱，反之吸熱。

有些鹽在溶解過程中熱效應(yīng)可導(dǎo)致其水溶液溫度顯著升高和降低，所以鹽的溶解熱效應(yīng)可作為某些情況下的冷熱源。

教材上的一些實驗，具有很大的改進和創(chuàng)新空間，我們只要敏銳觀察，勤奮思考，就可發(fā)現(xiàn)很多有趣的實驗現(xiàn)象，進而進行改進和創(chuàng)新，既激發(fā)了學(xué)生的求知欲，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。