[scheikunde] Chemisch evenwicht

[stinne 3]

Kan iemand mij hier bij helpen?
Ik dacht eerst NaOH omdat er Fe(OH)3 gevormd wordt en dit neerslaat, waarna het chemisch evenwicht naar links verschuift. Dit is ook de meest logische van de 4.

Maar als je dan verder denkt. SCN- is een zwakke base afkomstig van HSCN. Dit wil zeggen dat er een zuurbase-evenwicht aanwezig is in de oplossing:

HSCN <=> H+ + SCN-

Bij het toevoegen van OH- zal de H+ wegreageren waardoor dit zuurbase-evenwicht naar rechts verschuift. Daardoor zal het originele chemisch evenwicht ook naar rechts verschuiven.

Deze 2 redeneringen werken elkaar dus tegen.

Zit in 1 van de 2 een fout of zijn ze allebei juist en moet ik weten welke van de 2 het meest zal doorwegen?

[Margriet]

...Ik dacht eerst NaOH omdat er Fe(OH)3 gevormd wordt en dit neerslaat, waarna het chemisch evenwicht naar links verschuift.

Dat is juist.

Maar als je dan verder denkt. SCN- is een zwakke base ....

Inderdaad maar hoe reageert een zwakke base met water?

[stinne 3]

SCN- + H2O <=> HSCN + OH-

Dus als je OH- toevoegt verschuift dit zuurbase-evenwicht naar links en dus het originele evenwicht naar rechts?

[Margriet]

Inderdaad. Bedenk wel dat SCN^- een zeer zwakke base is en er dus nauwlijks HSCN aanwezig zal zijn wat kan reageren met OH^- maar in principe is het juist.

[stinne 3]

Dus bij het ontbreken van de zuurconstante in de gegevens kan je deze vraag eigenlijk niet oplossen? Want SCN- kan natuurlijk evengoed een sterke(re) base zijn.

[Marko]

Voor alle zwakke basen geldt dat het evenwicht met water sterk links ligt. Dus ook als SCN^- een sterkere base zou zijn, ligt dat evenwicht sterk links en is er nauwelijks HSCN aanwezig die zou kunnen reageren met OH^- dat je toevoegt.

En als SCN^- een sterke base zou zijn is er sowieso geen SCN^- aanwezig, dus dan was het hele evenwicht met Fe³⁺ sowieso niet mogelijk...

[stinne 3]

Dag Marko, bedankt voor je antwoord!

Je zegt dat in het ene geval er geen of bijna geen SCN- aanwezig is en in het andere geval er geen of bijna geen HSCN aanwezig is.

Chemie is volgens mij toch niet zwart/wit, waardoor het dus wel mogelijk is dat je beide in een niet-verwaarloosbare hoeveelheid aanwezig hebt in de oplossing. Bij een bepaalde Ka dus.

[Marko]

Chemie is inderdaad nooit zwart/wit en als de Ka of de Kb nagenoeg gelijk aan 1 is, zou er inderdaad een niet-verwaarloosbare hoeveelheid zijn. Dit is wat subjectief, maar ik zou aanhouden voor Ka tussen 0.3 en 3. Dat is maar een miniem stuk van het totale bereik aan Ka's (grofweg tussen 10^-14 voor H2O en 10¹⁰ voor HI, en dat zijn dan de meer gangbare zuren) dus praktisch gezien kun je dit onderscheid wel maken.

Maar, ook met een theoretische "moeilijke" Kb voor SCN^- is er voor de opgave niks aan de hand; de oplosbaarheid van Fe(OH)₃ is minimaal, het oplosbaarheidsproduct is zo klein, hetbetreffende evenwicht tussen Fe³⁺ en OH^- ligt zo sterk rechts dat deze het altijd zal winnen van het zuurbase-evenwicht.

[stinne 3]

Volledig akkoord!

Maar die stellingen zijn er vanuitgaande dat je de Ka en het oplosbaarheidsproduct kent. Wat hier dus niet het geval was. Ik discussieer niet over de juistheid van het antwoord. Enkel over het gebrek aan gegevens.

[Marko]

Het punt is dat je de precieze waarde Ka en het oplosbaarheidsproduct niet hoeft te kennen. Ook als je het helemaal precies wil benaderen en het zuur-base evenwicht van HSCN/SCN^- mee wil nemen. De kennis dat SCN^- een zwakke base is en Fe(OH)₃ een slecht oplosbaar zout volstaan.

[Lolo03]

Inderdaad. Bedenk wel dat SCN^- een zeer zwakke base is en er dus nauwlijks HSCN aanwezig zal zijn wat kan reageren met OH^- maar in principe is het juist.

Maar gaat dit zuur-base evenwicht ook de kleur beïnvloeden? Want dit wordt namelijk bevraagd in deze opgave...

[Lolo03]

Kan iemand mij uitleggen waarom dat:

NaCl niet kan? Als er NaCl wordt toegevoegd, dan gaat dit Reageren met de Fe3+, we krijgen dan FeCl3... omdat dit teveel aan FeCl3 moet worden weggewerkt volgens het principe Le Chatelier, gaat het evenwicht naar links verschuiven, en wordt het mengsel minder rood.
(Zie deze video: minuut 1:28
Hier werken ze wel met NaF maar de redenering is dus analoog als met NaCl...

Bovendien, NaCl is neutraal want het is een zout. Het mengsel is volgens mij licht zuur, dus sowieso zal het mengsel lichter worden, aangezien het hele mengsel wordt "verdund" met een zout...


Fe2(So4)3 niet kan? Als we deze stof toevoegen aan het mengsel, dan hebben we toch aan de rechterkant veel meer Fe? Ook hier het principe van Le Chatelier toepassen, en dan zou het evenwicht toch naar links moeten gaan? Waardoor het minder rood wordt?

Alvast bedankt.

[Marko]

Er ontstaat geen FeCl₃, en er is geen redenering analoog aan NaF. FeCl₃ is een goed oplosbaar zout, net zo oplosbaar als natriumchloride. Je kunt een hele hoop toevoegen, maar er zal geen FeCl₃ vormen tot het punt dat je zoveel toevoegt dat de NaCl begint neer te slaan.

Dit in tegenstelling tot het gebruik van NaF. Niet alleen omdat FeF₃ slechter oplosbaar is, maar vooral omdat Fe³⁺ en F^- een complex kunnen vorme. De vorming van dit complex onttrekt Fe³⁺ aan het evenwicht. Ieder beetje F^- dat wordt toegevoegd zal dit doen; dit in tegenstelling tot Cl^- dat pas een rol speelt als de concentratiesvan Fe³⁺ en Cl^- boven het oplosbaarheidsproduct komen.

Door toevoegen van NaCl wordt het mengsel niet verdund. Het volume blijft gelijk en dus verandert de concentratie van de andere deeltjes niet. Of de oplossing licht zuur is weet ik niet, ik denk het niet. Een oplossing van een ijzer(III)zout is weliswaar licht zuur omdat er [Fe(H₂O)₆]3+ complex wordt gevormd. Maar na toevoegen van SCN^- zijn die complexen er niet meer, er is immers FeSCN²⁺

(de echte reactie is dus eigenlijk ook [Fe(H₂O)₆]3+ + SCN^- FeSCN²⁺ + 6 H₂O maar dat terzijde)

Maar het belangrijkste is dus, toevoegen van NaCl verandert niets aan de concentraties en het feit dat NaCl neutraal is en de oplossing al dan niet licht zuur is niet van belang. Als je NaCl aan een HCl-oplossing toevoegt wordt deze ook niet minder zuur...

Wat wel zo is, maar dan ga je écht 3 lagen verder de opgave in dan bedoeld werd, is dat door het toevoegen van NaCl aan de oplossing, de activiteit van de betrokken deeltjes kan veranderen (zie: https://nl.wikipedia.org/wiki/Chemische_activiteit). En dit kan er toe leiden dat er een lichte kleurverandering optreedt, maar het is niet zomaar te voorspellen welke kant dat op gaat.

Als je Fe₂(SO₄)₃ toevoegt krijg je meer Fe³⁺ deeltjes in je oplossing. Die staan aan de linkerkant van de pijl dus dan duw je het evenwicht naar rechts (volgens Le Châtelier reageert het systeem zo, dat de toename van Fe³⁺ wordt tegengegaan). De oplossing wordt dus roder.