$ \ pu {40 g} $ $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ ( mol. wt. = 375) contenant des impuretés inertes en milieu acide est complètement mis à réagir avec $ \ pu {125 mL} $ de $ \ pu {3 M} $ $ \ ce {H2O2} $. Quel est le pourcentage de pureté de léchantillon?
Jai effectivement trouvé cette question dans un livre, jai trouvé sa solution mais je ne peux pas la comprendre correctement. Voici la première équation donnée:
Puisque milliequivalents de $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ = milliequivalents de $ \ ce {H2O2} $ $$ (w / 375) \ times10 \ times1000 = 3 \ times125 \ times2 $$
Je comprends que le RHS comme $ 3 \ times125 $ donne le nombre de millimoles qui multiplié par le facteur n donne des milliéquivalents. Mais doù vient le LHS? Et quest-ce que $ w $? Dans la ligne suivante, il est donné
$$ \ text {pourcentage de pureté} = (w / 40) \ times100 $$
où la valeur de $ w $ est tirée du première équation. Quelquun pourrait-il mexpliquer cela?
Réponse
Le facteur n de $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ est $ \ mathrm {10} $ dans la réaction ci-dessus. Et $ w $ est la masse de $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ pur dans léchantillon impur, ce que nous devons trouver pour obtenir le% de pureté.
Ainsi nous avons léquation, $$ \ pu {milli-équivalents de \ ce {Ba (MnO4) 2} = moles * n-factor * 1000} $$ qui dans votre cas est $$ \ pu {Meq.of \ ce {Ba (MnO4) 2} = \ frac {w} {375} * 10 * 1000} $$
Commentaires
- Merci! Je sais que cest un doute idiot, mais le facteur n est égal à 10 lorsque le MnO4- soxyde, nest-ce pas? Comment peut-il soxyder si Ba (MnO4) 2 réagit avec H2O2? Javais en fait supposé que le facteur n du composé est 2 puisque la valence de Ba est de 2, pourriez-vous me dire ce qui nallait pas avec mon hypothèse?
- @Hema Non, MnO4- dans un milieu acide est toujours réduit à Mn2 + (facteur n = 5). Puisquune mole du composé contient 2 moles de MnO4-, le facteur n est 2 * 5 = 10.
Réponse
La question ne demande pas de la résoudre en utilisant des « équivalents », je vais essayer de résoudre le problème de manière universelle, en utilisant des taupes. Comme OP la correctement suggéré, cette réaction de $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ et $ \ ce {H2O2} $ est une réaction redox. Depuis que la réaction a eu lieu en milieu acide et a complètement réagi (en supposant que lobservation est faite par lapparence donc en supposant quelle a été jugée par une solution claire), les deux demi-réactions devraient être:
$$ \ begin {align} \ ce {MnO4- + 8H + + 5e- & – > Mn ^ 2 + + 4H2O} & E ^ \ circ & = \ pu {1.507 V} \\ \ ce {H2O2 & – > O2 (g) + 2H + + 2e-} & E ^ \ circ
= \ pu {-0,695 V} \ end {align} $$
Ainsi, la réaction redox totale peut sécrire:
$$ \ ce {2MnO4- + 6H + + 5H2O2 – > 2Mn ^ 2 + + 5O2 (g) + 8H2O} \ quad E ^ \ circ_ \ mathrm {rxn} = \ pu {0.812 V} $$
Le positif $ E ^ \ circ_ \ mathrm { rxn} $ signifie que la réaction est spontanée. Et cela montre également que vous avez besoin de $ \ pu {5 mol} $ de $ \ ce {H2O2} $ pour réagir complètement avec $ \ pu {2 mol} $ de $ \ ce {MnO4 -} $ . Puisque $ \ pu {1 mol} $ de $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ contient $ \ pu {2 mol} $ de $ \ ce {MnO4 -} $ , il est correct de dire que $ \ pu {5 mol} $ de $ \ ce {H2O2} $ réagirait complètement avec $ \ pu {1 mol} $ de $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ .
Supposons que $ \ pu {40 g} $ de léchantillon impur contienne $ x ~ \ pu {g} $ sur $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ . Ensuite, la quantité de $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ dans lexemple est
$$ \ frac {x ~ \ pu {g}} {\ pu {375 g \ cdot mol-1}} = \ frac {x} {\ pu {375 mol}}. $$
Pour réagir complètement avec ce montant, vous devez
$$ \ left (5 \ cdot \ frac {x} {375} \ pu { mol} \ right) ~ \ text {of} ~ \ ce {H2O2}. $$
Ainsi,
$$ 5 \ times \ frac {x} {375} \ pu {mol} = \ pu {3 \ frac {mol} {L}} \ times \ pu {125 mL} \ times \ pu {10 ^ {- 3} \ frac {L} {mL}} = 3 \ times \ pu {0,125 mol} \ label {eq: 1} \ tag {1} $$
$$ \ donc x = \ pu {\ frac {3 \ fois 0,125 \ fois 375} {5} g} = \ pu {28.1 g} $$
Ainsi,
$$ \ text {pourcentage de $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ dans le $ \ pu {40 g} $ de léchantillon} = \ frac {28.1} {40} \ times 100 = 70.2 $$
Notez que, léquation $ \ eqref {eq: 1} $ est exactement le même que le vôtre (avec minieq.)
Commentaires
- Je ' Je vais voter pour votre réponse puisque vous avez également inclus léquation chimique. // Je ' Je signale également que le milliequivalents est un concept déprécié.