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氯化铁和硫氰化钾反应平衡问题

高三化学选修教材在讲浓度对化学平衡的影响时,选做了氯化铁溶液和硫氰化钾溶液反应生成红色的硫氰化铁的实验:

FeCl3+3KSCN氯化铁和硫氰化钾反应平衡问题Fe(SCN)3+3KCl

实验用10mL0.01mol/L的FeCl3溶液和10mL 0.01mol/L的KSCN溶液反应,反应后可观察到溶液变红色;然后把这红色溶液均分到3个试管里,在第一个试管里加入少量1mol/LFeCl3溶液,在第二个试管里加入少量1mol/LKSCN溶液。跟第三个试管相比较可以发现,加入浓的FeCl3KSCN溶液后,试管内的红色加深。这说明,增加反应物浓度之一,可使化学平衡向正反应方向移动,从而使生成物Fe(SCN)3的浓度增大。

于是,有人想到,如果增加生成物的浓度平衡就会向逆反应方向移动。怎样增大生成物的浓度呢?显然,要从溶液红颜色的深浅变化判断平衡移动的方向,只能加入氯化钾。果然,在以上FeCl3KSCN反应后生成的红色溶液里加入氯化钾晶体,溶液的红颜色会变浅。因此,有人就顺理成章地得出结论:这说明,在化学平衡状态下,如果增加某生成物的浓度,则化学平衡向逆反应方向移动。

然而,真的如此吗?以上实验真的说明了增加某生成物的浓度,化学平衡向逆反应方向移动吗?

如果仔细讨论FeCl3KSCN的反应,可以发现,以上结论是很成问题的。FeCl3KSCN的反应实际上是Fe3SCN离子之间的反应(更准确地说是[Fe(H2O)6]3+与SCN离子之间的反应)。反应的生成物可以是[Fe(SCN)]2+[Fe(SCN)2]…直到[Fe(SCN)6]3-,这些配离子均呈红色。该反应可以简单地表示为:Fe3++SCN氯化铁和硫氰化钾反应平衡问题[Fe(SCN)]2+

从化学平衡的角度来考虑,该反应是Fe3SCN离子生成铁(Ⅲ)硫氰配离子与铁(Ⅲ)硫氰配离子解离为Fe3SCN离子之间的平衡,Cl离子与K离子实际上并没有参加上述离子反应,当然不可能参与上述化学平衡。也就是说,在以上平衡体系中加入KCl晶体以增加KCl的浓度,或加入任何无色的易溶的不与水反应的固体强电解质,例如,Na2SO4、NaCl等,使溶液的离子强度增大,离子氯化铁和硫氰化钾反应平衡问题活度减小,都可使红色变浅,这是氯化铁和硫氰化钾反应平衡问题盐效应所造成的。

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