$ \ pu {40 g} $ $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ ( mol. gew. = 375) monster dat enige inerte onzuiverheden in zuur medium bevat, wordt volledig gereageerd met $ \ pu {125 ml} $ van $ \ pu {3 M} $ $ \ ce {H2O2} $. Wat is de procentuele zuiverheid van het monster?
Ik heb deze vraag eigenlijk in een boek gevonden, ik heb de oplossing gevonden, maar ik kan hem niet goed begrijpen. Dit is de eerste vergelijking die wordt gegeven:
Sinds milli-equivalenten van $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ = milli-equivalenten van $ \ ce {H2O2} $ $$ (w / 375) \ times10 \ times1000 = 3 \ times125 \ times2 $$
Ik begrijp de RHS als $ 3 \ times125 $ het aantal millimol geeft dat vermenigvuldigd met de n-factor milli-equivalenten oplevert. Maar waar komt de LHS vandaan? En wat is $ w $? In de volgende regel wordt gegeven
$$ \ text {percentage purity} = (w / 40) \ times100 $$
waar de waarde van $ w $ wordt gehaald uit de eerste vergelijking. Kan iemand mij dit uitleggen?
Antwoord
De n-factor van $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ is $ \ mathrm {10} $ in de bovenstaande reactie. En $ w $ is de massa van pure $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ in het onzuivere monster, dat is wat we moeten vinden om het% zuiverheid te krijgen.
Zo hebben we de vergelijking $$ \ pu {milli-equivalenten van \ ce {Ba (MnO4) 2} = mollen * n-factor * 1000} $$ die in jouw geval $$ \ is pu {Meq.of \ ce {Ba (MnO4) 2} = \ frac {w} {375} * 10 * 1000} $$
Reacties
- Bedankt! Ik weet dat dit een domme twijfel is, maar de n-factor is 10 als MnO4- wordt geoxideerd, toch? Hoe kan het worden geoxideerd als Ba (MnO4) 2 reageert met H2O2? Ik had eigenlijk aangenomen dat de n-factor van de verbinding 2 is, aangezien de valentie van Ba 2 is. Kunt u mij vertellen wat er mis was met mijn aanname?
- @Hema Nee, MnO4- in zuur medium is altijd verminderd naar Mn2 + (n-factor = 5). Aangezien een mol van de verbinding 2 mol MnO4- bevat, is de n-factor 2 * 5 = 10.
Answer
De vraag vereist niet om het op te lossen met “equivalenten”, ik ga proberen het probleem op een universele manier op te lossen, met behulp van mollen. Zoals OP correct suggereerde, deze reactie van $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ en $ \ ce {H2O2} $ is een redoxreactie. Aangezien de reactie heeft plaatsgevonden in zuur medium en volledig heeft gereageerd (ervan uitgaande dat de observatie wordt gedaan door uiterlijk, dus aangenomen dat het werd beoordeeld door een heldere oplossing), zouden de twee halve reacties moeten zijn:
$$ \ begin {align} \ ce {MnO4- + 8H + + 5e- & – > Mn ^ 2 + + 4H2O} & E ^ \ circ & = \ pu {1.507 V} \\ \ ce {H2O2 & – > O2 (g) + 2H + + 2e-} & E ^ \ circ
= \ pu {-0.695 V} \ end {align} $$
De totale redoxreactie kan dus worden geschreven als:
$$ \ ce {2MnO4- + 6H + + 5H2O2 – > 2Mn ^ 2 + + 5O2 (g) + 8H2O} \ quad E ^ \ circ_ \ mathrm {rxn} = \ pu {0.812 V} $$
De positieve $ E ^ \ circ_ \ mathrm { rxn} $ betekent dat de reactie spontaan is. En het laat ook zien dat u $ \ pu {5 mol} $ van $ \ ce {H2O2} $ om volledig te reageren met $ \ pu {2 mol} $ van $ \ ce {MnO4 -} $ . Aangezien $ \ pu {1 mol} $ van $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ bevat $ \ pu {2 mol} $ van $ \ ce {MnO4 -} $ , het is correct om stel dat $ \ pu {5 mol} $ van $ \ ce {H2O2} $ volledig zou reageren met $ \ pu {1 mol} $ van $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ .
Stel dat $ \ pu {40 g} $ van een onzuiver monster $ x ~ \ pu bevat {g} $ van $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ . Het bedrag van $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ in het voorbeeld is
$$ \ frac {x ~ \ pu {g}} {\ pu {375 g \ cdot mol-1}} = \ frac {x} {\ pu {375 mol}}. $$
Om volledig te reageren met dat bedrag, heb je
$$ \ left (5 \ cdot \ frac {x} {375} \ pu { mol} \ right) ~ \ text {of} ~ \ ce {H2O2}. $$
Dus
$$ 5 \ times \ frac {x} {375} \ pu {mol} = \ pu {3 \ frac {mol} {L}} \ times \ pu {125 ml} \ times \ pu {10 ^ {- 3} \ frac {L} {mL}} = 3 \ times \ pu {0,125 mol} \ label {eq: 1} \ tag {1} $$
$$ \ dus x = \ pu {\ frac {3 \ maal 0,125 \ maal 375} {5} g} = \ pu {28.1 g} $$
Dus,
$$ \ text {percentage van $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ in $ \ pu {40 g} $ of sample} = \ frac {28.1} {40} \ times 100 = 70.2 $$
Merk op dat de vergelijking $ \ eqref {eq: 1} $ is precies hetzelfde als die van jou (met minieq.)
Reacties
- Ik ' stem uw antwoord op omdat u ook de chemische vergelijking hebt opgenomen. // Ik ' Ik wijs er ook op dat milli-equivalenten een afgeschreven concept is.