Đề bài
Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự chuyển dịch cân bằng của phản ứng:
$\left. CH_{3}COONa + H_{2}O\rightleftharpoonsCH_{3}COOH + NaOH \right.$ $\Delta_{r}H^{o}{}_{298}~ > 0.$
- Chuẩn bị: dung dịch $CH_{3}COONa$ 0,5M; phenolphthalein; cốc nước nóng, cốc nước đá, ba ống nghiệm
- Tiến hành: Cho khoảng 10 mL dung dịch $CH_{3}COONa$ 0,5M vào cốc thuỷ tinh, thêm 1-2 giọt phenolphthalein, khuấy đều. Chia dung dịch vào 3 ống nghiệm với thể tích gần bằng nhau
+ Ống nghiệm (1) để so sánh.
+ Ngâm ống nghiệm (2) vào cốc nước đá trong khoảng 1 – 2 phút.
+ Ngâm ống nghiệm (3) vào cốc nước nóng trong khoảng 1 – 2 phút.
Phương pháp giải
Dựa vào nguyên tắc chuyển dịch cân bằng theo nguyên lý Le Chatelier.
Lời giải chi tiết
Mệnh đề 1: "Ở cân bằng trên, phản ứng thuận tỏa nhiệt, phản ứng nghịch thu nhiệt."
- Theo đề bài, ta có: \( \Delta_{r}H^{o}_{298} > 0 \). Điều này nghĩa là phản ứng thuận (từ trái sang phải) là phản ứng thu nhiệt, không phải tỏa nhiệt. Chính vì vậy, mệnh đề này sai.
Mệnh đề 2: "Ống nghiệm (2) khi ngâm vào nước đá, màu hỗn hợp nhạt đi so với ống nghiệm (1). Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận."
- Khi hạ nhiệt độ (ngâm vào nước đá), cân bằng hóa học sẽ chuyển dịch theo chiều phản ứng tỏa nhiệt. Trong trường hợp này, đó là chiều ngược (từ phải sang trái). Màu hỗn hợp nhạt đi do giảm nồng độ NaOH (làm phenolphthalein mất màu hồng). Vì vậy, câu mô tả cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận là sai.
Mệnh đề 3: "Ống nghiệm (3) khi ngâm vào nước nóng, màu hỗn hợp đậm hơn so với ống nghiệm (1). Cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt."
- Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt (phản ứng thuận). Điều này dẫn đến tăng nồng độ NaOH, làm cho phenolphthalein có màu hồng đậm hơn. Do đó, mô tả trên là đúng.
Mệnh đề 4: "Nếu cho thêm vào ống nghiệm (1) vài giọt dung dịch \( CH_{3}COOH \) thấy màu của dung dịch nhạt dần."
- Khi thêm \( CH_{3}COOH \), cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều ngược để tiêu thụ \( CH_{3}COOH \), làm giảm nồng độ NaOH, dẫn đến màu nhạt đi. Do đó, mệnh đề này đúng.