$ \ pu {40 g} $ $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ ( mol. tömeg = 375) savas közegben néhány inert szennyeződést tartalmazó mintát teljesen reagáltatunk $ \ pu {125 mL} $ $ \ pu {3 M} $ $ \ ce {H2O2} $ -val. Mennyi a minta százalékos tisztasága?
Ezt a kérdést valójában egy könyvben találtam meg, megtaláltam a megoldását, de nem értem megfelelően. Ez az első megadott egyenlet:
Mivel a $ \ ce {Ba (MnO4) milliekvivalensei 2} $ = $ \ ce {H2O2} $ $$ (w / 375) milliekvivalensei \ times10 \ times1000 = 3 \ times125 \ times2 $$
Megértem az RHS-t, mivel a $ 3 \ times125 $ millimólok számát adja meg, amelyek n-faktorral megszorozva milliekvivalenseket adnak. De honnan származik az LHS? És mi az a $ w $? A következő sorban megadják
$$ \ text {százalékos tisztaság} = (w / 40) \ times100 $$
ahol a $ w $ értékét a első egyenlet. Kérem, magyarázza el valaki ezt nekem?
Válasz
A $ \ ce {Ba (MnO4) 2 tényezője $ a $ \ mathrm {10} $ a fenti reakcióban. A $ w $ pedig a tiszta $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ tömege a tisztátalan mintában, amelyet meg kell találnunk a% -os tisztaság eléréséhez.
Így megvan az \ ce {Ba (MnO4) 2} = mólok * n-tényező * 1000} $$ $$ \ pu {milli-ekvivalensei, amelyek az Ön esetében $$ \ pu {Meq.of \ ce {Ba (MnO4) 2} = \ frac {w} {375} * 10 * 1000} $$
megjegyzések
- Köszönöm! Tudom, hogy ez egy buta kétség, de az n-faktor 10, amikor az MnO4 oxidálódik, igaz? Hogyan oxidálódhat, ha Ba (MnO4) 2 reagál H2O2-val? Valójában azt feltételeztem, hogy a vegyület n-tényezője 2, mivel a Ba valenciaértéke 2, elmondaná, hogy mi volt a baj feltételezésemmel?
- @Hema Nem, az MnO4 savas közegben mindig csökken Mn2 + -ig (n-faktor = 5). Mivel a vegyület egy mólja 2 mol MnO4- -ot tartalmaz, az n tényező 2 * 5 = 10.
Válasz
A kérdés nem követeli meg az “ekvivalensek” használatával történő megoldást, megpróbálom a problémát univerzális módon, anyajegyek segítségével megoldani. Ahogy az OP helyesen javasolta, a $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ és a $ \ ce {H2O2} $ egy redox reakció. Mivel a reakció megtörtént savas közegben, és teljesen reagált (feltételezve, hogy a megfigyelés a megjelenés alapján történik, így feltételezve, hogy tiszta oldat alapján ítélték meg), a két fél reakciónak a következőknek kell lennie:
$ $ \ 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} $$
Így a teljes redoxreakció így írható:
$$ \ ce {2MnO4- + 6H + + 5H2O2 – > 2Mn ^ 2 + + 5O2 (g) + 8H2O} \ quad E ^ \ circ_ \ mathrm {rxn} = \ pu {0.812 V} $$
A pozitív $ E ^ \ circ_ \ mathrm { rxn} $ azt jelenti, hogy a reakció spontán. És ez azt is mutatja, hogy $ \ pu {5 mol} $ szükséges a $ \ ce {H2O2} $ teljes reagáláshoz $ \ pu {2 mol} $ / $ \ ce {MnO4 -} $ . Mivel a $ \ pu {1 mol} $ a $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ -ból $ \ pu {2 mol} $ / $ \ ce {MnO4 -} $ , helyes mondd, hogy a $ \ pu {5 mol} $ / $ \ ce {H2O2} $ teljes mértékben reagál $ \ pu {1 mol} $ / $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ .
Tegyük fel, hogy a $ \ pu {40 g} $ nem tiszta minta tartalmaz $ x ~ \ pu {g} $ / $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ . Ezután a mintában szereplő $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ összege
$$ \ frac {x ~ \ pu {g}} {\ pu {375 g \ cdot mol-1}} = \ frac {x} {\ pu {375 mol}}. $$
Ahhoz, hogy teljes mértékben reagáljon az összeggel, szüksége van
$$ \ left (5 \ cdot \ frac {x} {375} \ pu { mol} \ right) ~ \ text {of} ~ \ ce {H2O2}. $$
Így
$$ 5 \ szor \ frac {x} {375} \ pu {mol} = \ pu {3 \ frac {mol} {L}} \ szor \ pu {125 ml} \ szor \ pu {10 ^ {- 3} \ frac {L} {ml}} = 3-szor \ pu {0,125 mol} \ label {eq: 1} \ tag {1} $$
$$ \ ezért x = \ pu {\ frac {3 \ x 0,125 \ szor 375} {5} g} = \ pu {28.1 g} $$
Így
$$ \ text {$ \ ce {Ba (MnO4) százaléka 2} $ a minta $ \ pu {40 g} $ mintájában} = \ frac {28.1} {40} \ szorzat 100 = 70,2 $$
Ne feledje, hogy az $ \ eqref {eq: 1} $ pontosan megegyezik a tiéddel (minieq-kel). “>