Сколько миллилитров раствора KMnO4 было использовано при титровании 1,000 г образца с содержанием 99,98%

Zvezdnaya_Noch

39

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся некоторые химические знания.

Титрование - это процесс определения концентрации раствора одного вещества путем реакции с известным раствором другого вещества. В данном случае, мы титруем раствор KMnO4 с образцом железа (Fe) в H2SO4.

Для начала, давайте составим уравнение реакции между KMnO4 и Fe:

5Fe^{2+} + MnO4^- + 8H^+ → 5Fe^{3+} + Mn^{2+} + 4H2O

Из уравнения видно, что каждый молекула KMnO4 взаимодействует с 5 молекулами Fe^{2+}. Также известно, что образец содержит 99,98% Fe. Значит, только 0,02% образца составляет примесь, и основной компонент - Fe^{2+}.

Давайте вычислим количество Fe в образце:

Масса Fe в образце = 1,000 г x 99,98% = 0,9998 г

Теперь найдем количество Fe^{2+} в образце, предполагая, что все железо присутствует в форме Fe^{2+}:

Молярная масса Fe = 55,845 г/моль
Масса 1 моля Fe = 55,845 г

Количество молей Fe = масса Fe в образце / молярная масса Fe = 0,9998 г / 55,845 г/моль

Теперь найдем количество молекул Fe^{2+} в образце:

Количество молекул Fe^{2+} = количество молей Fe x 6,022 x 10^23 молекул/моль

Полученное количество молекул Fe^{2+} будет равно количеству молекул KMnO4, потому что каждая молекула KMnO4 взаимодействует с 5 молекулами Fe^{2+}.

Следовательно, количество миллилитров раствора KMnO4 будет определяться его концентрацией (в молях) и объемом, который составляет количество молекул KMnO4:

Объем KMnO4 (в мл) = количество молекул KMnO4 / концентрацию KMnO4 (в молях/мл)

Теперь рассмотрим пошаговое решение задачи:

Шаг 1: Расчет количества молей Fe в образце
Масса Fe в образце = 0,9998 г
Молярная масса Fe = 55,845 г/моль
Количество молей Fe = масса Fe в образце / молярная масса Fe

Шаг 2: Расчет количества молекул Fe^{2+} в образце
Количество молекул Fe^{2+} = количество молей Fe x (6,022 x 10^23 молекул/моль)

Шаг 3: Расчет количества молекул KMnO4, используемых при титровании
Количество молекул KMnO4 = количество молекул Fe^{2+} (по уравнению реакции)

Шаг 4: Расчет объема KMnO4
Объем KMnO4 = количество молекул KMnO4 / концентрация KMnO4

Итак, вот полное решение задачи с пояснениями:

Шаг 1: Расчет количества молей Fe в образце
Масса Fe в образце = 0,9998 г
Молярная масса Fe = 55,845 г/моль

\[Количество молей Fe = \frac{масса Fe в образце}{молярная масса Fe}\]
\[= \frac{0,9998 г}{55,845 г/моль}\]
\[≈ 0,01788 моль\]

Шаг 2: Расчет количества молекул Fe^{2+} в образце
Количество молекул Fe^{2+} = количество молей Fe x (6,022 x 10^23 молекул/моль)

\[Количество молекул Fe^{2+} = 0,01788 моль x (6,022 x 10^23 молекул/моль)\]
\[≈ 1,076 x 10^22 молекул Fe^{2+}\]

Шаг 3: Расчет количества молекул KMnO4
Количество молекул KMnO4 = количество молекул Fe^{2+} (по уравнению реакции)

\[Количество молекул KMnO4 = 1,076 x 10^22 молекул Fe^{2+}\]

Шаг 4: Расчет объема KMnO4
Объем KMnO4 = количество молекул KMnO4 / концентрация KMnO4

Здесь нам необходимо знать концентрацию раствора KMnO4. Если у вас есть эта информация, вы можете использовать ее для расчета объема KMnO4.