Какой объем раствора CaCl2 был добавлен к избытку раствора оксалата аммония, если полученный осадок был отфильтрован

Morskoy_Skazochnik

20

Для решения данной задачи нам понадобятся несколько шагов. Давайте разберемся в каждом из них:

Шаг 1: Определение химических реакций
Дано, что раствор оксалата аммония прореагировал с раствором CaCl2 и образовал осадок, который был далее обработан разбавленной серной кислотой. В результате реакции образовались CaSO4 (гидрат) и щавелевая кислота (H2C2O4).

Уравнение реакции:
$CaCl2+(NH4)2C2O4\to CaC2O4+2NH4Cl$
$CaC2O4+H2SO4\to CaSO4+H2C2O4$

Шаг 2: Расчет количества CaC2O4 и H2C2O4
Из уравнений реакций видно, что 1 моль CaCl2 соответствует 1 моль CaC2O4 и 1 моль H2C2O4.

Нам также дано, что раствор щавелевой кислоты был оттитрован 0,1 Н раствором KMnO4, и в результате было израсходовано 24,5 мл KMnO4.

Шаг 3: Расчет титра CaCl2
Для решения задачи нам надо выразить количество вещества ($n$) CaC2O4 и H2C2O4, исходя из расхода KMnO4. Затем установим связь между количеством вещества CaC2O4 и CaCl2.

Для этого воспользуемся балансом реакции оттитровки щавелевой кислоты:

$5H2C2O4+2MnO{4}^{-}+6H^{+}\to 10CO2\uparrow +2M{n}^{2+}+8H2O$

Из уравнения видно, что 1 моль H2C2O4 соответствует 2 молям KMnO4. Следовательно, если было затрачено 24,5 мл (0,0245 л) 0,1 Н раствора KMnO4, то количество вещества H2C2O4 в растворе равно:

$n(H2C2O4)=M\cdot V=0,1\cdot 0,0245=0,00245\text{моль}$

Так как $n(H2C2O4)=n(CaC2O4)$ (согласно уравнению реакции), то количество вещества CaC2O4 также равно 0,00245 моль.

Теперь мы знаем количество вещества CaC2O4, а также связь между CaC2O4 и CaCl2 (1 моль CaCl2 соответствует 1 моль CaC2O4). Мы можем расчитать количество вещества CaCl2.

$n(CaCl2)=0,00245\text{моль}$

Шаг 4: Расчет нормальной концентрации CaCl2
Нормальная концентрация (C) раствора считается по формуле:

$C=\frac{n}{V}$

Где $n$ - количество вещества в молях, а $V$ - объем раствора в литрах.

Мы знаем, что количество вещества CaCl2 равно 0,00245 моль. Давайте предположим, что объем раствора CaCl2, добавленного к избытку раствора оксалата аммония, равен $V$ литров.

Тогда нормальная концентрация CaCl2 будет:

$C(CaCl2)=\frac{0,00245}{V}$

Шаг 5: Окончательный расчет
Нам неизвестен объем раствора CaCl2, добавленного к избытку раствора оксалата аммония. Поэтому мы не можем напрямую рассчитать нормальную концентрацию CaCl2. Однако мы можем сделать следующие предположения:

1. Рассматриваем реакцию между избытком раствора оксалата аммония и CaCl2 как реакцию нейтрализации. Таким образом, общие эквиваленты в данной реакции будут равны 0.
2. Предполагаем, что объем оксалата аммония и CaCl2 равен $V$ литров.

Таким образом, мы можем установить следующее соотношение нормальной концентрации:

$C(CaCl2)\cdot V=C(NH4)\cdot V$

$0,00245=0,1\cdot V$

Теперь мы можем рассчитать значение $V$:

$V=\frac{0,00245}{0,1}=0,0245\text{л}=24,5\text{мл}$

Итак, объем раствора CaCl2, добавленного к избытку раствора оксалата аммония, равен 24,5 мл.