“压强对反应平衡影响”的改进实验

“压强对反应平衡影响”的改进实验

1．实验原理：

磷酸的第一级电离常数K₁＝7．52×10^－3，而亚硫酸的K₁＝1．54×10^－2，磷酸的酸性比亚硫酸稍弱。所以，当磷酸与亚硫酸钠混合后，混合液中发生了一连串复杂的多步反应，最后达成互相关联的多个平衡。在平衡混合体系中，含有多种酸式盐、酸和正盐。但对于中学生，可以用简化的一个平衡反应式给他们见面：

由于亚硫酸的酸性略强，所以，在通常状况下放出的二氧化硫气体较少，大量的二氧化硫“储存”在多步互相关联的平衡混合体系中。当减小平衡混合物的压强时，多步平衡都向右移动，产生大量的二氧化硫气体；再加大压强时，多步平衡又都向左移动，产生的二氧化硫气体又很快溶解。结合上述简化的平衡反应式分析，则可得出压强对平衡的影响规律。

2．实验装置及操作：

取25×200mm大试管一支，配上单孔塞并与50cc的注射器相连。大试管内盛20%的磷酸溶液达试管容积的四分之三，再加入约相当于磷酸溶液体积五分之一的无水亚硫酸钠粉末，然后，立即塞住管口并上下颠倒试管，使亚硫酸钠粉末大部分溶解。四川射洪县中学黄世述老师设计的装置如图。

进行实验时，先外拉注射器活塞，可看到大量白色泡沫自溶液中迅速勃起，甚至涌进导管；再向内压注射器活塞，白色泡沫立即全部消失。此实验所需试剂都可在课堂上临时加入，操作非常简便。

3．几点注意事项：

（1）实验前装置内留下的气体空间应适当小些，这样能使装置内气压的升降幅度大，效果更显著。为达此目的，大试管内混合液上部空间只宜占试管容积的五分之一左右；注射器活塞应事先向内推至尽头；导气管的长度也应在20cm以内。

（2）实验进行时，最好在大试管背面衬一块深色底板，以使学生对白色泡沫的产生和消失看得更加清楚。

（3）在磷酸溶液中事先加入几滴海鸥洗涤剂，以使产生的二氧化硫泡沫不易破裂。这样，在推拉注射器活塞时可从容不迫。