$ \ pu {40 g} $ $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ ( mol. wt. = 375) il campione contenente alcune impurità inerti in mezzo acido viene fatto reagire completamente con $ \ pu {125 mL} $ di $ \ pu {3 M} $ $ \ ce {H2O2} $. Qual è la purezza percentuale del campione?
Ho effettivamente trovato questa domanda in un libro, ho trovato la sua soluzione ma non riesco a capirla correttamente. Questa è la prima equazione fornita:
Poiché milliequivalenti di $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ = milliequivalenti di $ \ ce {H2O2} $ $$ (w / 375) \ times10 \ times1000 = 3 \ times125 \ times2 $$
Capisco che RHS come $ 3 \ times125 $ fornisce un numero di millimoli che moltiplicato per n-factor dà milliequivalenti. Ma da dove viene lLHS? E cosè $ w $? Nella riga successiva viene fornito
$$ \ text {percentuale di purezza} = (w / 40) \ times100 $$
dove il valore di $ w $ è preso dal prima equazione. Qualcuno potrebbe spiegarmelo?
Risposta
Il fattore n di $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ è $ \ mathrm {10} $ nella reazione precedente. E $ w $ è la massa di $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ puro nel campione impuro che è ciò che ci viene richiesto di trovare per ottenere la% di purezza.
Quindi abbiamo lequazione $$ \ pu {milli-equivalenti di \ ce {Ba (MnO4) 2} = moli * n-factor * 1000} $$ che nel tuo caso è $$ \ pu {Meq.of \ ce {Ba (MnO4) 2} = \ frac {w} {375} * 10 * 1000} $$
Commenti
- Grazie! So che questo è un dubbio sciocco ma il fattore n è 10 quando MnO4 si ossida, giusto? Come può ossidarsi se Ba (MnO4) 2 reagisce con H2O2? In realtà avevo ipotizzato che il fattore n del composto sia 2 poiché la valenza di Ba è 2, potresti dirmi cosa cera di sbagliato nella mia ipotesi?
- @Hema No, MnO4- in mezzo acido è sempre ridotto a Mn2 + (fattore n = 5). Poiché una mole del composto contiene 2 moli di MnO4-, il fattore n è 2 * 5 = 10.
Risposta
La domanda non richiede di risolverla usando “equivalenti”, cercherò di risolvere il problema in modo universale, usando le talpe. Come suggerito correttamente da OP, questa reazione di $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ e $ \ ce {H2O2} $ sono una reazione redox. Poiché la reazione ha avuto luogo in mezzo acido e ha reagito completamente (supponendo che losservazione sia fatta dallapparenza quindi supponendo che sia stata giudicata da una soluzione chiara), le due mezze reazioni dovrebbero essere:
$$ \ begin {align} \ ce {MnO4- + 8H + + 5e- & – > Mn ^ 2 + + 4H2O} & E ^ \ circ & = \ pu {1.507 V} \\ \ ce {H2O2 & – > O2 (g) + 2H + + 2e-} & E ^ \ circ
= \ pu {-0.695 V} \ end {align} $$
Quindi, la reazione redox totale può essere scritta come:
$$ \ ce {2MnO4- + 6H + + 5H2O2 – > 2Mn ^ 2 + + 5O2 (g) + 8H2O} \ quad E ^ \ circ_ \ mathrm {rxn} = \ pu {0.812 V} $$
Il positivo $ E ^ \ circ_ \ mathrm { rxn} $ significa che la reazione è spontanea. E mostra anche che hai bisogno di $ \ pu {5 mol} $ di $ \ ce {H2O2} $ per reagire completamente con $ \ pu {2 mol} $ di $ \ ce {MnO4 -} $ . Poiché $ \ pu {1 mol} $ di $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ contiene $ \ pu {2 mol} $ di $ \ ce {MnO4 -} $ , è corretto diciamo che $ \ pu {5 mol} $ di $ \ ce {H2O2} $ reagirebbe completamente con $ \ pu {1 mol} $ di $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ .
Supponi che $ \ pu {40 g} $ di campione impuro contenga $ x ~ \ pu {g} $ di $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ . Quindi, la quantità di $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ nellesempio è
$$ \ frac {x ~ \ pu {g}} {\ pu {375 g \ cdot mol-1}} = \ frac {x} {\ pu {375 mol}}. $$
Per reagire completamente con quella quantità, è necessario
$$ \ left (5 \ cdot \ frac {x} {375} \ pu { mol} \ right) ~ \ text {of} ~ \ ce {H2O2}. $$
Quindi,
$$ 5 \ times \ frac {x} {375} \ pu {mol} = \ pu {3 \ frac {mol} {L}} \ times \ pu {125 mL} \ times \ pu {10 ^ {- 3} \ frac {L} {mL}} = 3 \ times \ pu {0,125 mol} \ label {eq: 1} \ tag {1} $$
$$ \ quindi x = \ pu {\ frac {3 \ times 0.125 \ times 375} {5} g} = \ pu {28.1 g} $$
Quindi,
$$ \ text {percentuale di $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ in $ \ pu {40 g} $ di sample} = \ frac {28.1} {40} \ times 100 = 70.2 $$
Notare che lequazione $ \ eqref {eq: 1} $ è esattamente uguale al tuo (con minieq.)
Commenti
- I ' voterò a favore della tua risposta poiché hai incluso anche lequazione chimica. // Vorrei ' far notare inoltre che i milliequivalenti sono un concetto deprezzato.