Sự hình thành ion phức [Fe(SCN)]2+ trong dung dịch nước được biểu diễn bằng cân bằng hóa học ở dưới đây. Người ta đề xuất xác định gián tiếp nồng độ của ion Fe3+ trong dung dịch bằng cách sử dụng quang phổ UV-Vis để đo nồng độ của ion phức [Fe(SCN)]2+ có màu đỏ được tạo ra.
Fe3+(aq) + SCN⁻(aq) ⇌ [Fe(SCN)]2+ (aq) < 0 (1)
Màu vàng Màu đỏ
a) Phản ứng tạo thành ion phức [Fe(SCN)]2+ là phản ứng toả nhiệt.
b) Nếu thêm 1,0 mL dung dịch Fe(NO3)3 vào cân bằng (1), thì màu đỏ của phức sẽ đậm hơn.
c) Để xác định chính xác nhất về nồng độ của ion Fe3+ trong dung dịch ban đầu bằng cách sử dụng quang phổ UV-Vis thì cân bằng (1) phải có giá trị của hằng số cân bằng lớn, sử dụng dư SCN⁻ và phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ thấp.
d) Khi hỗn hợp cân bằng (1) bị pha loãng, cân bằng (1) dịch chuyển theo chiều thuận.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Đúng, < 0 nên chiều tạo thành ion phức [Fe(SCN)]2+ là phản ứng toả nhiệt.
(b) Đúng, thêm Fe(NO3)3 làm nồng độ Fe3+ tăng và cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, phức [Fe(SCN)]2+ được tạo ra nhiều hơn làm màu đỏ đậm hơn.
(c) Đúng, phổ UV-Vis xác định nồng độ Fe3+ thông qua [Fe(SCN)]2+, để đạt độ chính xác cao thì càng nhiều Fe3+ chuyển hóa thành [Fe(SCN)]2+ càng tốt, tức là cân bằng (1) diễn ra chủ yếu theo chiều thuận, vì vậy:
+ (1) phải có Kc lớn (Kc càng lớn, chiều thuận càng xảy ra dễ).
+ Phải dùng dư SCN- để hỗ trợ cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
+ Chiều thuận tỏa nhiệt nên hạ nhiệt độ của cân bằng cũng hỗ trợ cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
(d) Sai, khi pha loãng nồng độ tất cả các ion đều giảm, cân bằng sẽ chuyển dich theo chiều làm tăng số mol ion, đó là chiều nghịch.