$ \ pu {40 g} $ $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ ( Molekulargewicht = 375) Probe, die einige inerte Verunreinigungen in saurem Medium enthält, wird vollständig mit $ \ pu {125 ml} $ von $ \ pu {3 M} $ $ \ ce {H2O2} $ umgesetzt. Wie hoch ist die prozentuale Reinheit der Probe?
Ich habe diese Frage tatsächlich in einem Buch gefunden. Ich habe ihre Lösung gefunden, kann sie aber nicht richtig verstehen. Dies ist die erste gegebene Gleichung:
Da Milliäquivalente von $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ = Milliäquivalente von $ \ ce {H2O2} $ $$ (w / 375) \ times10 \ times1000 = 3 \ times125 \ times2 $$
Ich verstehe die RHS als $ 3 \ times125 $ gibt die Anzahl der Millimole an, multipliziert mit dem n-Faktor ergeben Milliequivalente. Aber woher kommt die LHS? Und was ist $ w $? In der nächsten Zeile wird
$$ \ text {prozentuale Reinheit} = (w / 40) \ times100 $$
angegeben, wobei der Wert von $ w $ aus dem entnommen wird erste Gleichung. Würde mir das bitte jemand erklären?
Antwort
Der n-Faktor von $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ ist in der obigen Reaktion $ \ mathrm {10} $. Und $ w $ ist die Masse von reinem $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ in der unreinen Probe, die wir finden müssen, um die% Reinheit zu erhalten.
Wir haben also die Gleichung $$ \ pu {Milliäquivalente von \ ce {Ba (MnO4) 2} = Mol * n-Faktor * 1000} $$, die in Ihrem Fall $$ \ ist pu {Meq.of \ ce {Ba (MnO4) 2} = \ frac {w} {375} * 10 * 1000} $$
Kommentare
- Danke! Ich weiß, dass dies ein dummer Zweifel ist, aber der n-Faktor ist 10, wenn MnO4- oxidiert wird, oder? Wie kann es oxidiert werden, wenn Ba (MnO4) 2 mit H2O2 reagiert? Ich hatte tatsächlich angenommen, dass der n-Faktor der Verbindung 2 ist, da die Wertigkeit von Ba 2 ist. Würden Sie mir bitte sagen, was mit meiner Annahme falsch war?
- @Hema Nein, MnO4- in saurem Medium ist immer reduziert bis Mn2 + (n-Faktor = 5). Da ein Mol der Verbindung 2 Mol MnO4- enthält, beträgt der n-Faktor 2 * 5 = 10.
Antwort
Die Frage erfordert nicht, sie mit „Äquivalenten“ zu lösen. Ich werde versuchen, das Problem auf universelle Weise mit Maulwürfen zu lösen. Wie OP richtig angedeutet hat, ist diese Reaktion von $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ und $ \ ce {H2O2} $ ist eine Redoxreaktion. Da die Reaktion stattgefunden hat in saurem Medium und hat vollständig reagiert (vorausgesetzt, die Beobachtung erfolgt durch das Aussehen, vorausgesetzt, es wurde durch eine klare Lösung beurteilt), sollten die beiden Halbreaktionen sein:
$$ \ begin {align} \ ce {MnO4- + 8H + + 5e- & – > Mn ^ 2 + + 4H2O} & E ^ \ circ & = \ pu {1,507 V} \\ \ ce {H2O2 & – > O2 (g) + 2H + + 2e-} & E ^ \ circ
= \ pu {-0,695 V} \ end {align} $$
Somit kann die gesamte Redoxreaktion wie folgt geschrieben werden:
$$ \ ce {2MnO4- + 6H + + 5H2O2 – > 2Mn ^ 2 + + 5O2 (g) + 8H2O} \ quad E ^ \ circ_ \ mathrm {rxn} = \ pu {0,812 V} $$
Der positive $ E ^ \ circ_ \ mathrm { rxn} $ bedeutet, dass die Reaktion spontan ist. Und es zeigt auch, dass Sie $ \ pu {5 mol} $ von $ \ ce {H2O2} $ um vollständig mit $ \ pu {2 mol} $ von $ \ ce {MnO4 -} $ zu reagieren . Da $ \ pu {1 mol} $ von $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ enthält $ \ pu {2 mol} $ von $ \ ce {MnO4 -} $ ist richtig Angenommen, $ \ pu {5 mol} $ von $ \ ce {H2O2} $ würde vollständig mit reagieren $ \ pu {1 mol} $ von $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ .
Angenommen, $ \ pu {40 g} $ der unreinen Probe enthält $ x ~ \ pu {g} $ von $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ . Dann beträgt die Menge von $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ in der Stichprobe
$$ \ frac {x ~ \ pu {g}} {\ pu {375 g \ cdot mol-1}} = \ frac {x} {\ pu {375 mol}}. $$
Um vollständig mit diesem Betrag zu reagieren, benötigen Sie
$$ \ left (5 \ cdot \ frac {x} {375} \ pu { mol} \ right) ~ \ text {of} ~ \ ce {H2O2}. $$
Also
$$ 5 \ times \ frac {x} {375} \ pu {mol} = \ pu {3 \ frac {mol} {L}} \ times \ pu {125 mL} \ times \ pu {10 ^ {- 3} \ frac {L} {mL}} = 3 \ times \ pu {0,125 mol} \ label {eq: 1} \ tag {1} $$
$$ \ also x = \ pu {\ frac {3 \ mal 0,125 \ mal 375} {5} g} = \ pu {28.1 g} $$
Somit ist
$$ \ text {Prozentsatz von $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ im $ \ pu {40 g} $ der Probe} = \ frac {28.1} {40} \ times 100 = 70,2 $$
Beachten Sie, dass die Gleichung $ \ eqref {eq: 1} $ ist genau das gleiche wie deins (mit minieq.)
Kommentare
- Ich ' werde Ihre Antwort positiv bewerten, da Sie auch die chemische Gleichung aufgenommen haben. // Ich ' werde auch darauf hinweisen, dass Milliäquivalente ein abgeschriebenes Konzept sind.