$ \ pu {40 g} $ $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ ( mol. greutate = 375) eșantion care conține unele impurități inerte în mediu acid este complet reacționat cu $ \ pu {125 mL} $ din $ \ pu {3 M} $ $ \ ce {H2O2} $. Care este procentul de puritate al eșantionului?
De fapt, am găsit această întrebare într-o carte, i-am găsit soluția, dar nu o pot înțelege corect. Aceasta este prima ecuație dată:
Deoarece milieechivalenți de $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ = miliechivalenți de $ \ ce {H2O2} $ $$ (w / 375) \ times10 \ times1000 = 3 \ times125 \ times2 $$
Înțeleg RHS ca $ 3 \ times125 $ dă numărul de milimoli care înmulțit cu factorul n dă miliechivalenți. Dar de unde vine LHS? Și ce este $ w $? În rândul următor este dat
$$ \ text {percent purity} = (w / 40) \ times100 $$
unde valoarea de $ w $ este luată din prima ecuație. Mi-ar explica cineva acest lucru?
Răspunde
Factorul n al lui $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ este $ \ mathrm {10} $ în reacția de mai sus. Și $ w $ este masa de $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ pur în eșantionul impur, ceea ce ni se cere să găsim pentru a obține% puritate.
Astfel avem ecuația, $$ \ pu {milli-echivalenți ai \ ce {Ba (MnO4) 2} = moli * n-factor * 1000} $$ care în cazul dvs. este $$ \ pu {Meq.of \ ce {Ba (MnO4) 2} = \ frac {w} {375} * 10 * 1000} $$
Comentarii
- Vă mulțumim! Știu că este o îndoială prostească, dar factorul n este 10 când MnO4- se oxidează nu? Cum se poate oxida dacă Ba (MnO4) 2 reacționează cu H2O2? De fapt, presupusesem că factorul n al compusului este 2, deoarece valența lui Ba este 2, mi-ați spune vă rog ce a fost în neregulă cu presupunerea mea?
- @Hema Nu, MnO4- în mediu acid este întotdeauna redus la Mn2 + (factor n = 5). Deoarece un mol al compusului conține 2 moli de MnO4-, factorul n este 2 * 5 = 10.
Răspuns
Întrebarea nu cere rezolvarea ei folosind „echivalenți”, voi încerca să rezolv problema în mod universal, folosind alunițe. După cum a sugerat corect OP, această reacție a $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ și $ \ ce {H2O2} $ este o reacție redox. Deoarece reacția a avut loc în mediu acid și a reacționat complet (presupunând că observația se face prin apariție, deci presupunând că a fost judecată după o soluție clară), cele două jumătăți de reacții ar trebui să fie: \ 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} $$
Astfel, reacția redox totală poate fi scrisă ca:
$$ \ ce {2MnO4- + 6H + + 5H2O2 – > 2Mn ^ 2 + + 5O2 (g) + 8H2O} \ quad E ^ \ circ_ \ mathrm {rxn} = \ pu {0.812 V} $$
The $ E ^ \ circ_ \ mathrm {pozitiv rxn} $ înseamnă că reacția este spontană. Și arată, de asemenea, că aveți nevoie de $ \ pu {5 mol} $ din $ \ ce {H2O2} $ pentru a reacționa complet cu $ \ pu {2 mol} $ din $ \ ce {MnO4 -} $ . Deoarece $ \ pu {1 mol} $ din $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ conține $ \ pu {2 mol} $ din $ \ ce {MnO4 -} $ , este corect să spuneți că $ \ pu {5 mol} $ din $ \ ce {H2O2} $ ar reacționa complet cu $ \ pu {1 mol} $ din $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ .
Să presupunem că $ \ pu {40 g} $ eșantion impur conține $ x ~ \ pu {g} $ din $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ . Apoi, cantitatea de $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ în eșantion este
$$ \ frac {x ~ \ pu {g}} {\ pu {375 g \ cdot mol-1}} = \ frac {x} {\ pu {375 mol}}. $$
Pentru a reacționa complet cu acea sumă, aveți nevoie
$$ \ left (5 \ cdot \ frac {x} {375} \ pu { mol} \ right) ~ \ text {of} ~ \ ce {H2O2}. $$
Astfel,
$$ 5 \ times \ frac {x} {375} \ pu {mol} = \ pu {3 \ frac {mol} {L}} \ times \ pu {125 mL} \ times \ pu {10 ^ {- 3} \ frac {L} {mL}} = de 3 \ ori \ pu {0.125 mol} \ label {eq: 1} \ tag {1} $$
$$ \ prin urmare x = \ pu {\ frac {3 \ ori 0,125 \ ori 375} {5} g} = \ pu {28.1 g} $$
Astfel,
$$ \ text {procent de $ \ ce {Ba (MnO4) 2} $ în $ \ pu {40 g} $ din eșantion} = \ frac {28.1} {40} \ times 100 = 70.2 $$
Rețineți că, ecuația $ \ eqref {eq: 1} $ este exact același cu al tău (cu minieq.)
Comentarii
- Vă ' vă voi susține răspunsul, deoarece ați inclus și ecuația chimică. // Voi ' sublinia, de asemenea, că miliechivalenții sunt un concept depreciat.