До какого момента проводили прокаливание навески перманганата калия, чтобы ее масса перестала меняться? Какая масса

Zhiraf

55

Для решения данной задачи нам необходимо учесть законы сохранения массы источниковых и конечных веществ. Для начала определимся с балансовым уравнением реакции прокаливания перманганата калия KMnO₄ с бромоводородной кислотой HBr. Уравнение данной реакции выглядит следующим образом:

\[ 8KMnO_4 + 14HBr = 8KBr + 8MnBr_2 + 7H_2O + 5Br_2 \]

Теперь посмотрим на коэффициенты стехиометрического уравнения. Они говорят нам о том, что 8 молей перманганата калия KMnO₄ реагируют с 14 молями бромоводородной кислоты HBr. Следовательно, мольное соотношение между перманганатом калия и бромоводородной кислотой будет следующим:

\[ \frac{{8 \, \text{{моль KMnO₄}}}}{{14 \, \text{{моль HBr}}}} \]

Также дано, что масса бромоводородной кислоты HBr составляет 162 г. Чтобы найти массу перманганата калия KMnO₄, необходимо посчитать его мольную массу и использовать полученное ранее мольное соотношение.

Молярная масса перманганата калия KMnO₄ равна:

\[ 39.1 \, \text{г/моль} \times 1 + 54.9 \, \text{г/моль} \times 1 + 16.0 \, \text{г/моль} \times 4 = 158.0 \, \text{г/моль} \]

Используя полученное мольное соотношение, можем найти массу перманганата калия KMnO₄:

\[ \text{Масса KMnO₄} = \frac{{8 \, \text{моль KMnO₄}}}{{14 \, \text{моль HBr}}} \times \text{Масса HBr} \]

Подставим соответствующие значения:

\[ \text{Масса KMnO₄} = \frac{{8}}{{14}} \times 162 \, \text{г} \]

Выполним несложные вычисления:

\[ \text{Масса KMnO₄} = 92.571 \, \text{г} \]

Таким образом, масса исходной навески перманганата калия составляет примерно 92.571 г.

Касательно второго вопроса, после прокаливания и полного взаимодействия перманганата калия с бромоводородной кислотой нам дана масса HBr равной 162 г. Для определения массовых долей веществ в полученной смеси, необходимо учесть массы и количество веществ.

Массовая доля определенного компонента в смеси вычисляется следующим образом:

\[ \text{Массовая доля} = \frac{{\text{Масса компонента}}}{{\text{Масса смеси}}} \times 100\% \]

Мы знаем, что образовалось 162 г вещества HBr. Так как мы имеем дело с законом сохранения массы, полная масса смеси, полученной после реакции, будет состоять из массы оставшегося перманганата калия и образовавшихся продуктов реакции.

Обозначим массу оставшегося перманганата калия KMnO₄ как \( x \) г. Тогда масса смеси будет равна:

\[ \text{Масса смеси} = x + 14 \times 39.1 \, \text{г} + 8 \times 54.9 \, \text{г} + 7 \times 18.0 \, \text{г} + 10 \times 79.9 \, \text{г} \]

Обратите внимание, что мы умножили массы продуктов реакции на их коэффициенты в уравнении реакции для правильного учёта количества веществ.

Теперь мы можем выразить массовую долю KMnO₄ в полученной смеси следующим образом:

\[ \text{Массовая доля KMnO₄} = \frac{{x}}{{x + 820.0}} \times 100\% \]

Где 820.0 г - это масса всех компонентов в результате реакции.

Объединяя все эти данные, мы можем решить уравнение, чтобы найти массу оставшегося KMnO₄ и массовую долю KMnO₄ в смеси.

Пожалуйста, уточните значения других масс продуктов реакции, чтобы я мог продолжить расчёты.