化学平衡常数的实验探究
在本周的13年级化学课程中,化学科主任 Mr Mahesh Warrier 带领学生通过一项经典实验,将抽象的“化学平衡”概念以直观的方式呈现出来——探究乙酸与乙醇酯化反应的平衡常数(Kc)。
本次实验的目标是研究反应式:
CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O。
学生们通过此实验理解到,与反应完全进行到底不同,酯化反应会在一定温度下达到动态平衡,此时反应物与生成物共存,而平衡常数 Kc 在固定温度下保持不变。
学生分组进行实验,精准量取1.0 mol/dm³乙酸与乙醇溶液,并加入浓硫酸作为催化剂,密封于试管中形成封闭体系,以防止挥发性物质逸出。反应体系静置一周,让反应达到平衡状态。
一周后,学生取出样品,用标准氢氧化钠溶液进行滴定,通过测定未反应乙酸的浓度,再根据化学计量关系(1:1:1:1比例)推算出乙醇、乙酸乙酯及水的平衡浓度。
最后,学生将所得数值代入平衡常数表达式:
Kc = [CH₃COOC₂H₅][H₂O] / [CH₃COOH][C₂H₅OH]。
全班的实验结果显示 Kc 值相当一致,约为 4,验证了在相同温度下,化学平衡常数确为固定值这一基本原理。
通过此次实验,学生们不仅加深了对动态平衡的理解,也掌握了定量分析化学反应平衡位置的方法,有效地将课本理论与实际操作相结合。
Mr Mahesh Warrier
Head of Chemistry