Portál PřF UK pro podporu výuky chemie na SŠ a ZŠ

CoCl2∙6H2O – vliv koncentrace na rovnováhu

Pomůcky

větší zkumavka, kapátko, zátka

Chemikálie

roztok CoCl2∙6H2O, konc. HCl, destilovaná voda

Postup

Do větší zkumavky nalijte 2 ml roztoku hexahydrátu chloridu kobaltnatého. Přidávejte postupně koncetrovanou kyselinu chlorovodíkovou – obsah zkumavky mírně protřepejte. Následně přilévejte vodu – opět mírně protřepejte obsah zkumavky.
Hexahydrát chloridu kobaltnatého má růžovou barvu, po přidání koncentrované kyseliny chlorovodíkové se zbarvení roztoku mění na modré. Přilíváním vody se barva vrací na původní růžovou.

Princip

Co2+ z hexahydrátu chloridu kobaltnatého je ve vodném roztoku obklopen 6 molekulami vody – vytváří komplexní aquakation [CoII(H2O)6]2+, který má oktaedrické uspořádání.

Přidáváním koncetrované kyseliny chlorovodíkové k roztoku hexahydrátu chloridu kobaltnatého, respektive ke komplexní částici [CoII(H2O)6]2+ dochází ke zvýšení koncentrace chloridových aniontů v roztoku, a tím k postupnému nahrazování molekul vody v koordinační sféře Co2+ chloridovými anionty. Vzniká komplexní anion [CoIICl4]2- – mění se náboj komplexní částice, ale také prostorové uspořádání: z oktaedrického na tetraedrické. Tyto dva komplexy mají odlišné barvy – oktaedrický [CoII(H2O)6]2+ je růžový, tetraedrický [CoIICl4]2- má modrou barvu. Tuto změnu můžeme popsat rovnicí:

Chemická rovnováha:
Na základě Le Chatelierova principu pokud je chemická rovnováha porušena, musí dojít k jejímu obnovení. V tomto případě je chemická rovnováha této reakce narušena zvyšující se koncentrací jedné z výchozích látek – dochází tedy k posunutí chemické rovnováhy směrem k produktům.
Pokud je k modrému komplexnímu aniontu [CoIICl4]2- přidávána voda, dochází opět k nahrazování chloridových aniontů v kooordinační sféře Co2+ molekulami vody. Vytváří se oktaedrický komplex [CoII(H2O)6]2+ růžové barvy.
Z toho vyplývá, že zvyšováním koncetrace výchozích látek dochází k posunu chemické rovnováhy ve směru reakce (směrem k produktům – doprava). Naopak pokud se zvýší koncetrace produktů, dochází k posunutí rovnováhy proti směru reakce (směrem k reaktantům – doleva).

Využití

chemická rovnováha, d-prvky (kobalt – komplexní sloučeniny)

Typ pokusu

demonstrační

Bezpečnost

dodržujte bezpečnostní předpisy při práci s konc. HCl (žíravá), CoCl2∙6H2O (toxický)

Čas

příprava – 5 minut, vlastní provedení – 5 minut

Tipy

– ke 2 ml roztoku CoCl2∙6H2O je třeba přidat cca 2 ml konc. HCl
– zkumavka se zahřívá při přidávání konc. HCl
– při přidávání vody se mění zbarvení v horní části obsahu zkumavky – obsah zkumavky nutno protřepat

Video

http://www.chem-toddler.com/chemical-equilibrium/coii-concentration.html (Co(II) Concentration, pokus názorný, rychlý, se zvukem laboratoře)