Вычисление молярных масс эквивалентов окислителей и восстановителей
При
вычисления молярных масс эквивалентов
окислителей и восстановителей исходят
из числа электронов, которые присоединяет
или отдает в данной реакции один моль
вещества. Для нахождения молярной массы
эквивалента окислителя (восстановителя)
нужно его молярную массу разделить на
число принятых (отданных) электронов в
данной полуреакции.
Например,
в реакции окисления сульфата железа
(II)
перманганатом калия в кислой среде:
2
KMnO4
+ 10 FeSO4
+ 8 H2SO4
= 2 MnSO4
+ 5 Fe2(SO4)3
+ K2SO4
+ 8 H2O
1
MnO4—
+ 8 H+
+ 5 e
Mn2+
+ 4 H2O
5
Fe2+
— e
Fe3+
ион
MnO4—
как окислитель принимает пять электронов,
а ион Fe2+
как восстановитель отдает один электрон.
Поэтому для расчета молярных масс
эквивалентов окислителя и восстановителя
их молярные массы следует разделить на
пять и на один, соответственно.
MЭ(KMnO4)
=
МЭ(FeSO4)
=
MЭ(Fe2+)
= M(Fe2+)
= 55,85 г/моль
В
реакции окисления сульфита натрия
перманганатом калия в нейтральной
среде:
2
KMnO4
+ 3 Na2SO3
+ H2O
= 2 MnO2
+ 3 Na2SO4
+ 2 KOH
2
MnO4—
+ 2 H2O
+ 3 e
MnO2
+ 4 OH—
3
SO32-
+ 2 OH—
+ 2 e
SO42-
+ H2O
ион
MnO4—
принимает только три электрона, а ион
восстановителя SO32-
отдает два электрона, следовательно:
MЭ(KMnO4)
=
MЭ(Na2SO3)
=
Из
приведенных примеров видно, что молярные
массы эквивалентов окислителей и
восстановителей зависят от условий
проведения реакций и определяются
исходя из соответствующих полуреакций.
Перманганатометрия
Метод
основан на окислительно-восстановительных
реакциях, в которых окислителем является
перманганат-ион MnO4—.
Перманганат
калия проявляет окислительные свойства
в кислой, нейтральной и щелочной средах.
Однако его окислительная активность в
кислой среде (Ео
= 1,51 В) гораздо выше, чем в нейтральной
(Ео
= 0,59 В) и щелочной (Ео
= 0,56 В) средах. Поэтому титрование
перманганатом калия проводят в кислых
средах.При восстановлении перманганат-ионов
в кислой среде образуются почти бесцветные
ионы Mn2+,
что позволяет легко фиксировать точку
эквивалентности.
Полуреакция
восстановления иона MnO4—
в кислой среде может быть представлена
следующей полуреакцией:
MnO4—
+ 8 H+
+ 5e
Mn2+
+ 4 H2O
Перманганатометрия
используется не только для количественного
определения восстановителей, но и
окислителей.
Восстановители
обычно определяются методом прямого
титрования
раствором перманганата калия, окислители
— методом обратного
титрования.
В этом случае раствором перманганата
калия оттитровывают избыток восстановителя,
приливаемого к окислителю.
Индикатором
в этом методе
служит сам рабочий раствор — перманганат
калия. Одна избыточная капля КMnO4
окрашивает бесцветный титруемый раствор
в бледно-розовый цвет.
Лабораторная
работа № 6
Стандартизация рабочего раствора перманганата калия kMnO4
Перманганат
калия обычно содержит ряд примесей,
поэтому нельзя считать, что раствор,
приготовленный из навески, имеет точную
концентрацию, т.е. является стандартным.
Кроме того, концентрация перманганата
в растворе понижается из-за его
взаимодействия с органическими веществами
и другими восстановителями, присутствующими
в воде.
Раствор
перманганата калия должен храниться в
склянке из темного стекла, так как под
действием света происходит разложение
его по реакции:
4
KMnO4
+2 H2O
4 MnO2
+ 4 KOH
+ 3O2
Через
5-7 дней после приготовления раствор
перманганата калия отфильтровывают
через стеклянный фильтр и проводят его
стандартизацию.
Молярную
концентрацию эквивалента раствора
перманганата калия обычно устанавливают
по стандартному раствору перекристаллизованного
кристаллогидрата щавелевой кислоты
Н2С2О4.
2Н2О.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Перманганат калия
Сколько грамм перманганата калия (KMnO4) потребуется для приготовления 5 литров 0,1 нормального раствора перманганата калия (KMnO4), если он предназначен для реакции восстановления до Mn+2?
Решение задачи
Напомню, что под нормальной концентрацией понимают количество грамм-эквивалентов данного вещества, содержащегося в 1 л раствора. Нормальную концентрацию выражают в моль-экв/л или используют сокращение «н», «N».
Рассчитаем молярную массу перманганата калия (KMnO4):
M (KMnO4) = 39 + 55 + 4 ∙ 16 = 158 (г/моль).
Рассчитаем молярную массу эквивалента перманганата калия (KMnO4) по формуле:
Фактор эквивалентности (fэкв) – число, показывающее какая доля частицы (атома, молекулы) этого вещества равноценна одному иону водорода (H+) в реакциях обмена или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.
Учитывая, что по условию задачи перманганат калия (KMnO4) восстанавливается до Mn+2:
следовательно, fэкв = 1/5, рассчитаем молярную массу эквивалента перманганата калия (KMnO4):
MЭ (KMnO4) = 158 ∙ 1/5 = 31,6 (г/моль).
Из формулы нахождения нормальной концентрации раствора, выразим массу:
Получаем:
m (KMnO4) = 0,1 ∙ 31,6 ∙ 5 = 15,8 (г).
Ответ:
масса перманганата калия (KMnO4) равна 15,8 грамм.
АХ
Алексей Хатаженков
Записываем полуреакцию восстановления иона MnO4(-) в кислой среде до иона Mn(2+).
MnO4(-) + 5e + 8H(+) = Mn(+2) + 4H2O
Теперь вспоминаем формулировку химического эквивалента.
Эквивалент химический – это реальная или условная частица, которая в кислотно-основных реакциях присоединяет (или отдает) один ион Н(+) или один ион ОН(–), а в окислительно-восстановительных реакциях принимает (или отдает) один электрон, реагирует с одним атомом водорода или с одним эквивалентом другого вещества.
В полуреакции восстановления ион MnO4(-) в кислой среде принял 5 электронов. Значит, эквивалентное число перманганата калия в данной полуреакции восстановления равно 5.
z(KMnO4) = 5
Молярная масса эквивалента KMnO4 при восстановлении до соли марганца (II).
M(1/z KMnO4) = m(KMnO4)/z(KMnO4) = 158/5 = 31,6 г/моль
2 апреля 2023 15:49
698
Расчитайте молярную массу эквивалента перманганата калия ва) кислой среде б) в нейтральной среде
Посмотреть ответы
Окисление перманганатом калия в кислой среде:
10 FeSO4 + 2 KMnO4 + 8H2 SO4 =5 Fe 2 (SO4 )3 + 2 MnSO4 + K 2 SO4 + 8 H2 O
Fe 2+ − e − = Fe 3+ 5
Mn 7 + + 5e − = Mn 2+ 1
В кислой среде ион марганца присоединяет пять электронов, поэтому молярная масса эквивалента Мf(КМnO4) = M(КМnO4)/5 = = 158,04/5 = 31,61 г/моль. Окисление перманганатом калия в нейтральной среде:
3FeSO4 + KMnO4 + 5 KOH + 2 H 2 O = 3Fe(OH )3 + MnO2 + 3K2SO4
Fe 2+ − e − = Fe 3+ 3
Mn 7 + + e − = Mn 4+ 1
В нейтральной среде ион марганцаприсоединяет три электрона, поэтому молярная масса эквивалентаМf(КМпO4) = М(КМnO4)/3 = 158,04/3 = 52,681 г/моль.
Еще вопросы по категории Химия
проверьте меня…что не так???
-
Дина991
- Сообщения: 11
- Зарегистрирован: Вт фев 01, 2011 4:42 pm
проверьте меня…что не так???
Пожалуйста, подскажите. Вот задача, но я не понимаю для чего 100мл.И не могу составить уравнение реакции, может его вообще не нужно писать???
В мерной колбе объёмом 100 мл приготовлен раствор щавелевой кислоты, молярная концентрация которого составляет 0,0500 моль/л. На титрование 10 мл этого раствора затрачено 9,10 мл раствора KMnO4. Рассчитайте молярную концентрацию эквивалентов, Т (KMnO4) и Т (KMnO4/ Н2SO4).
1)рассчитываем молярные массы эквивалентов Mэк (H2C2O4∙2H20) и Mэк(KMnO4):
Mэк (H2C2O4∙2H20)=M(H2C2O4∙2H20)/2=126/2=63г/моль
Mэк(KMnO4)= M(KMnO4)/1=158г/моль
2)рассчитываем молярную концентрацию эквивалентов:
Сm(H2C2O4∙2H20)∙M(H2C2O4∙2H20)=Cэк(H2C2O4∙2H20)∙Mэк(H2C2O4∙2H20)
Cэк(H2C2O4∙2H20)= Сm(H2C2O4∙2H20)∙M(H2C2O4∙2H20)/ Mэк(H2C2O4∙2H20)
Cэк(H2C2O4∙2H20)=0,05 (моль/л)∙126 (г/моль)/63(г/моль)=0,1 моль/л
3)Находим молярную концентрацию эквивалентов KMnO4 , ис-пользуя формулу:
Cэк(H2C2O4∙2H20)∙V(H2C2O4∙2H20)=Cэк(KMnO4)∙V(KMnO4)
Cэк(KMnO4)=0,1моль/л∙10мл/9,10мл=0,11 моль/л
4)находим титр перманганата калия:
Т (KMnO4)= Cэк(KMnO4)∙ Mэк(KMnO4)/1000
Т (KMnO4)=0,11моль/л∙158г/моль/1000=0,017г/мл
5)находим титр KMnO4 по определяемому веществу Н2SO4
Т (KMnO4/ Н2SO4)= Cэк(KMnO4)∙Mэк(H2SO4)/1000
Т (KMnO4/ Н2SO4)=0,11моль/л∙48г/моль/1000=0,0053 г/мл
Ответ: Cэк(KMnO4)= 0,11 моль/л, Cэк(H2C2O4∙2H20)= 0,1 моль/л
Т (KMnO4)= 0,017г/мл, Т (KMnO4/ Н2SO4)= 0,0053 г/мл
-
SkydiVAR
- Сообщения: 9330
- Зарегистрирован: Пн янв 19, 2009 12:51 am
- Контактная информация:
Re: проверьте меня…что не так???
Сообщение
SkydiVAR » Вт фев 01, 2011 7:58 pm
Уравнение реакции нужно непременно — иначе эквивалент чего именно Вы собираетесь находить? Объем мерной колбы — явно избыточная информация. И совершенно непонятно почему серная кислота — определяемое вещество. Вы не полностью привели условие задачи?
Меч-кладенец — оружие пофигистов.
-
Дина991
- Сообщения: 11
- Зарегистрирован: Вт фев 01, 2011 4:42 pm
Re: проверьте меня…что не так???
Сообщение
Дина991 » Вт фев 01, 2011 8:04 pm
SkydiVAR писал(а): Вы не полностью привели условие задачи?
в том то и проблема что так дал преподаватель. И в печатном виде что даже не придраться. а можете подсказать уравнение реакции???не могу его найти
-
SkydiVAR
- Сообщения: 9330
- Зарегистрирован: Пн янв 19, 2009 12:51 am
- Контактная информация:
Re: проверьте меня…что не так???
Сообщение
SkydiVAR » Вт фев 01, 2011 8:20 pm
Дина991 писал(а):а можете подсказать уравнение реакции???не могу его найти
А составить не пробовали? Стандартное ред-окс титрование, щавелька окислится до углекислого газа, марганцовка восстановится или до диоксида марганца или до Mn2+ (точно не помню, а таблицы потенциалов под рукой нет).
Меч-кладенец — оружие пофигистов.
-
Joni-Fantazi
- Сообщения: 260
- Зарегистрирован: Пт май 08, 2009 10:40 am
Re: проверьте меня…что не так???
Сообщение
Joni-Fantazi » Ср фев 02, 2011 2:16 pm
Воможно, имеется ввиду титрование в 2-х вариантах — без серной кислоты и с серной кислотой (избыток), соответственно уравнения рекций и титр раствора перманганата в этих случаях разный. Соответственно надо 2 уравнения р-ий.
-
amik
- Сообщения: 23125
- Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm
Re: проверьте меня…что не так???
Сообщение
amik » Ср фев 02, 2011 2:39 pm
Да уж, первый раз с таким сталкиваюсь Что-то с серной кислотой не то, ИМХО проще списать на неправильное условие задачи.
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)
-
Дина991
- Сообщения: 11
- Зарегистрирован: Вт фев 01, 2011 4:42 pm
Re: проверьте меня…что не так???
Сообщение
Дина991 » Ср фев 02, 2011 4:47 pm
вот и маюсь от того что дают задачи то мало информации или переизбыток
-
Дина991
- Сообщения: 11
- Зарегистрирован: Вт фев 01, 2011 4:42 pm
Re: проверьте меня…что не так???
Сообщение
Дина991 » Ср фев 02, 2011 4:49 pm
так мне писать уравнение с серной кислотой или нет???
-
amik
- Сообщения: 23125
- Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm
Re: проверьте меня…что не так???
Сообщение
amik » Ср фев 02, 2011 5:25 pm
Реакция определения титра перманганата по щавелевой кислоте
2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 10CO2 + 8H2O
Титрование ведут при избытке серной кислоты.
В отсутствие H2SO4, вначале, пока среда сильнокислая, образуется оксалат марганца(+2), потом, по мере окисления оксалат-иона и накопления калия, могут образовываться комплексные ионы с марганцем +3, потом уже и Mn(+4), вплоть до всяческих гидроксидных форм.
Был бы признателен, если коллеги знают и дадут ссылку на реакцию без участия H2SO4, поскольку ориентируюсь исключительно на собственные наблюдения и не знаком с учебной версией вышеупомянутой реакции.
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)
-
Дина991
- Сообщения: 11
- Зарегистрирован: Вт фев 01, 2011 4:42 pm
Re: проверьте меня…что не так???
Сообщение
Дина991 » Ср фев 02, 2011 5:31 pm
ну я так же написала…спасибо..буду перешивать заново задачу
-
chimist
- Сообщения: 1518
- Зарегистрирован: Вс авг 31, 2008 12:30 pm
Re: проверьте меня…что не так???
Сообщение
chimist » Ср фев 02, 2011 7:51 pm
Нужно думать, что реакция, описанная в задаче, протекает именно в подкисленном растворе (и которую привел коллега Amik).
-
SkydiVAR
- Сообщения: 9330
- Зарегистрирован: Пн янв 19, 2009 12:51 am
- Контактная информация:
Re: проверьте меня…что не так???
Сообщение
SkydiVAR » Ср фев 02, 2011 10:35 pm
chimist писал(а):Нужно думать, что реакция, описанная в задаче, протекает именно в подкисленном растворе (и которую привел коллега Amik).
Скорее всего так и есть, ибо именно в таких условиях получается однозначно интерпретируемый результат. Поэтому непонятно, почему в вопросе надо найти титры как KMnO4, так и KMnO4/ Н2SO4…
Меч-кладенец — оружие пофигистов.