$ \ pu {40 g} $ $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ ( moolipaino = 375) näyte, joka sisältää joitain inerttejä epäpuhtauksia happamassa väliaineessa, saatetaan täysin reagoimaan $ \ pu {125 ml} $: n kanssa $ \ pu {3 M} $ $ \ ce {H2O2} $: lla. Mikä on näytteen puhtausprosentti?
Löysin tämän kysymyksen kirjasta, löysin sen ratkaisun, mutta en ymmärrä sitä oikein. Tämä on ensimmäinen annettu yhtälö:
Koska $ \ ce {Ba (MnO4) milliekvivalentit 2} $ = $ \ ce {H2O2} $ $$ (w / 375) milliekvivalentit \ kertaa10 \ kertaa1000 = 3 \ kertaa125 \ kertaa2 $$
Ymmärrän RHS: n, kun $ 3 \ kertaa125 $ antaa millimoolien määrän, joka kerrottuna n-kertoimella antaa milliekvivalentteja. Mutta mistä LHS tulee? Ja mikä on $ w $? Seuraavalla rivillä se annetaan
$$ \ text {prosenttinen puhtaus} = (w / 40) \ kertaa 100 $$
josta $ w $: n arvo otetaan ensimmäinen yhtälö. Selittäisikö joku tätä minulle?
Vastaa
$ \ ce {Ba (MnO4) 2 -kerroin $ on $ \ mathrm {10} $ yllä olevassa reaktiossa. Ja $ w $ on puhtaan $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $: n massa epäpuhtaassa näytteessä, minkä meidän on löydettävä tila, jotta saisimme% puhtauden.
Siksi meillä on yhtälö, $$ \ pu {milli-ekvivalentit \ ce {Ba (MnO4) 2} = moolit * n-kerroin * 1000} $$, joka on tapauksessasi $$ \ pu {Meq.of \ ce {Ba (MnO4) 2} = \ frac {w} {375} * 10 * 1000} $$
kommentit
- Kiitos! Tiedän, että tämä on typerä epäily, mutta n-tekijä on 10, kun MnO4 hapetetaan oikein? Kuinka se voi hapettua, jos Ba (MnO4) 2 reagoi H2O2: n kanssa? Olin itse asiassa olettanut, että yhdisteen n-kerroin on 2, koska Ba: n valenssi on 2, kertoisitteko minulle, mikä oli väärässä oletuksessani?
- @Hema Ei, MnO4- happamassa väliaineessa on aina vähentynyt arvoon Mn2 + (n-kerroin = 5). Koska yksi mooli yhdistettä sisältää 2 moolia MnO4-, n-kerroin on 2 * 5 = 10.
Vastaa
Kysymys ei vaadi sen ratkaisemista ”vastaavilla”, yritän ratkaista ongelman universaalilla tavalla käyttämällä mooleja. Kuten OP oikein ehdotti, tämä $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ ja $ \ ce {H2O2} $ on redox-reaktio. Koska reaktio on tapahtunut happamassa ympäristössä ja on täysin reagoinut (olettaen, että havainto tehdään ulkonäön perusteella, olettaen, että se arvioitiin kirkkaalla liuoksella), kahden reaktion tulisi olla:
$ $ \ begin {tasaus} \ 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 {tasaa} $$
Täten redox-reaktio voidaan kirjoittaa seuraavasti:
$$ \ ce {2MnO4- + 6H + + 5H2O2 – > 2Mn ^ 2 + + 5O2 (g) + 8H2O} \ quad E ^ \ circ_ \ mathrm {rxn} = \ pu {0.812 V} $$
Positiivinen $ E ^ \ circ_ \ mathrm { rxn} $ tarkoittaa, että reaktio on spontaania. Ja se osoittaa myös, että tarvitset $ \ pu {5 mol} $ / $ \ ce {H2O2} $ reagoida täysin $ \ pu {2 mol} $ kanssa $ \ ce {MnO4 -} $ . Koska $ \ pu {1 mol} $ / $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ sisältää $ \ pu {2 mol} $ / $ \ ce {MnO4 -} $ , on oikein sano, että $ \ pu {5 mol} $ / $ \ ce {H2O2} $ reagoisi täysin $ \ pu {1 mol} $ / $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ .
Oletetaan, että $ \ pu {40 g} $ epäpuhdasta näytettä sisältää $ x ~ \ pu {g} $ / $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ . Sitten $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ määrä näytteessä on
$$ \ frac {x ~ \ pu {g}} {\ pu {375 g \ cdot mol-1}} = \ frac {x} {\ pu {375 mol}}. $$
Jos haluat reagoida täydellisesti tähän määrään, tarvitset
$$ \ left (5 \ cdot \ frac {x} {375} \ pu { mol} \ right) ~ \ text {/} ~ \ ce {H2O2}. $$
Näin ollen
$$ 5 \ kertaa \ frac {x} {375} \ pu {mol} = \ pu {3 \ frac {mol} {L}} \ kertaa \ pu {125 ml} \ kertaa \ pu {10 ^ {- 3} \ frac {L} {ml}} = 3 kertaa \ pu {0,125 mol} \ label {eq: 1} \ tag {1} $$
$$ \ siksi x = \ pu {\ frac {3 \ kertaa 0,125 \ kertaa 375} {5} g} = \ pu {28.1 g} $$
Siten
$$ \ text {prosenttiosuus $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ mallin $ \ pu {40 g} $ näytössä} = \ frac {28.1} {40} \ kertaa 100 = 70,2 $$
Huomaa, että yhtälö $ \ eqref {eq: 1} $ on täsmälleen sama kuin sinun (minieq: n kanssa).
Kommentit
- Minä ' äänestän vastaustasi, koska sisällytit myös kemiallisen yhtälön. // I ' myös huomautan, että milliekvivalentit ovat vanhentunut käsite.