$ \ pu {40 g} $ $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ ( molvægt = 375) prøve, der indeholder nogle inerte urenheder i surt medium, omsættes fuldstændigt med $ \ pu {125 ml} $ af $ \ pu {3 M} $ $ \ ce {H2O2} $. Hvad er den procentvise renhed af prøven?
Jeg fandt faktisk dette spørgsmål i en bog, jeg fandt løsningen, men jeg kan ikke forstå det ordentligt. Dette er den første ligning, der er givet:
Da milliekvivalenter på $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ = milliekvivalenter på $ \ ce {H2O2} $ $$ (w / 375) \ times10 \ times1000 = 3 \ times125 \ times2 $$
Jeg forstår RHS som $ 3 \ times125 $ giver antal millimol, som ganget med n-faktor giver milliekvivalenter. Men hvor kommer LHS fra? Og hvad er $ w $? I den næste linje gives den
$$ \ text {procent renhed} = (w / 40) \ times100 $$
hvor værdien af $ w $ er taget fra første ligning. Vil nogen venligst forklare dette for mig?
Svar
N-faktoren $ $ ce {Ba (MnO4) 2} $ er $ \ mathrm {10} $ i ovenstående reaktion. Og $ w $ er massen af ren $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ i den urene prøve, hvilket er det, vi skal bruge for at finde ordre for at få% renhed.
Således har vi ligningen $$ \ pu {milliækvivalenter af \ ce {Ba (MnO4) 2} = mol * n-faktor * 1000} $$, som i dit tilfælde er $$ \ pu {Meq.of \ ce {Ba (MnO4) 2} = \ frac {w} {375} * 10 * 1000} $$
Kommentarer
- Tak! Jeg ved, at dette er en fjollet tvivl, men n-faktor er 10, når MnO4 bliver oxideret, ikke? Hvordan kan det blive oxideret, hvis Ba (MnO4) 2 reagerer med H2O2? Jeg havde faktisk antaget, at n-faktor af forbindelse er 2, da valensen af Ba er 2, vil du venligst fortælle mig, hvad der var galt med min antagelse?
- @Hema Nej, MnO4- i surt medium er altid reduceret til Mn2 + (n-faktor = 5). Da en mol af forbindelsen indeholder 2 mol MnO4-, er n-faktoren 2 * 5 = 10.
Svar
Spørgsmålet kræver ikke at løse det ved hjælp af “ækvivalenter,” Jeg vil forsøge at løse problemet på universel måde ved hjælp af mol. Som OP korrekt antydede, denne reaktion af $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ og $ \ ce {H2O2} $ er en redoxreaktion. Da reaktionen har fundet sted i surt medium og har reageret fuldstændigt (forudsat at observationen foretages ved udseende, så forudsat at den blev bedømt efter en klar opløsning), skulle de to halvreaktioner være:
$$ \ begin {align} \ ce {MnO4- + 8H + + 5e- & – > Mn ^ 2 + + 4H2O} & E ^ \ circ & = \ pu {1.507 V} \\ \ ce {H2O2 & – > O2 (g) + 2H + + 2e-} & E ^ \ circ
= \ pu {-0.695 V} \ end {align} $$
Således kan total redoxreaktion skrives som:
$$ \ ce {2MnO4- + 6H + + 5H2O2 – > 2Mn ^ 2 + + 5O2 (g) + 8H2O} \ quad E ^ \ circ_ \ mathrm {rxn} = \ pu {0.812 V} $$
Den positive $ E ^ \ circ_ \ mathrm { rxn} $ betyder, at reaktionen er spontan. Og det viser også, at du har brug for $ \ pu {5 mol} $ af $ \ ce {H2O2} $ for at reagere fuldstændigt med $ \ pu {2 mol} $ af $ \ ce {MnO4 -} $ . Da $ \ pu {1 mol} $ af $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ indeholder $ \ pu {2 mol} $ af $ \ ce {MnO4 -} $ , det er korrekt at sig at $ \ pu {5 mol} $ af $ \ ce {H2O2} $ ville reagere fuldstændigt med $ \ pu {1 mol} $ af $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ .
Antag at $ \ pu {40 g} $ uren prøve indeholder $ x ~ \ pu {g} $ af $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ . Derefter er mængden af $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ i prøven
$$ \ frac {x ~ \ pu {g}} {\ pu {375 g \ cdot mol-1}} = \ frac {x} {\ pu {375 mol}}. $$
For at reagere fuldstændigt med det beløb skal du
$$ \ left (5 \ cdot \ frac {x} {375} \ pu { mol} \ right) ~ \ text {of} ~ \ ce {H2O2}. $$
Således
$$ 5 \ gange \ frac {x} {375} \ pu {mol} = \ pu {3 \ frac {mol} {L}} \ gange \ pu {125 ml} \ gange \ pu {10 ^ {- 3} \ frac {L} {mL}} = 3 \ gange \ pu {0,125 mol} \ label {eq: 1} \ tag {1} $$
$$ \ derfor x = \ pu {\ frac {3 \ gange 0.125 \ gange 375} {5} g} = \ pu {28.1 g} $$
Således
$$ \ text {procent af $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ i $ \ pu {40 g} $ af eksempel} = \ frac {28.1} {40} \ gange 100 = 70.2 $$
Bemærk at ligningen $ \ eqref {eq: 1} $ er nøjagtigt den samme som din (med minieq.)
Kommentarer
- Jeg ' vil stemme dit svar, da du også inkluderede den kemiske ligning. // I ' Jeg påpeger også, at milliekvivalenter er et afskrevet koncept.