В каких соединениях kmno4 восстанавливается в кислой, нейтральной, слабощелочной и щелочной среде? Какова масса

Солнечная_Звезда

59

Для понимания того, в каких соединениях KMnO4 восстанавливается в различных средах, необходимо рассмотреть редокс-реакции, в которых KMnO4 служит окислителем.

1. Кислая среда:
В кислой среде KMnO4 восстанавливается до Мн2+ и кислорода (O2) образуются вода (H2O) и ионы марганца (Mn^2+). Реакция записывается следующим образом:

\[8H^+ + 5e^- + MnO4^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H2O\]

Масса эквивалента KMnO4 в кислой среде рассчитывается по формуле:

\[M_e = \frac{m_{KMnO4}}{n_{e^-}}\]

где \(m_{KMnO4}\) - масса KMnO4, \(n_{e^-}\) - количество электронов, участвующих в реакции окисления-восстановления. Найдем количество электронов для данной реакции:

Нами значение комбинационного числа для МнО4^- и Мн^{2+} будет равно \(n_{e^-} = 5\). Подставим данное значение в формулу для расчета массы эквивалента:

\[M_e = \frac{6.32 \, \text{г}}{5} = 1.26 \, \text{г/мол}\]

2. Нейтральная среда:
В нейтральной среде KMnO4 также восстанавливается до Мн2+ и кислорода (O2) образуются вода (H2O) и ионы марганца (Mn^{2+}). Реакция будет аналогична реакции в кислой среде, но к ней будет добавлено количественное количество OH^- и H2O:

\[MnO4^- + 4H2O + 3e^- \rightarrow Mn^{2+} + 8OH^-\]

Масса эквивалента KMnO4 в нейтральной среде рассчитывается аналогично формуле для кислой среды:

\[M_e = \frac{m_{KMnO4}}{n_{e^-}}\]

Количество электронов для данной реакции равно \(n_{e^-} = 3\). Подставим это значение в формулу и рассчитаем массу эквивалента:

\[M_e = \frac{6.32 \, \text{г}}{3} = 2.11 \, \text{г/мол}\]

3. Слабощелочная среда:
В слабощелочной среде KMnO4 восстанавливается до МнО2 и кислорода (O2) образуются молекулярный кислород (O2) и ионы марганца (Mn^{2+}). Реакция записывается следующим образом:

\[MnO4^- + 4OH^- \rightarrow MnO2 + 2H2O + 2e^-\]

Масса эквивалента KMnO4 в слабощелочной среде рассчитывается аналогично предыдущим средам:

\[M_e = \frac{m_{KMnO4}}{n_{e^-}}\]

Для данной реакции количество электронов \(n_{e^-}\) равно \(2\). Подставим это значение в формулу и рассчитаем массу эквивалента:

\[M_e = \frac{6.32 \, \text{г}}{2} = 3.16 \, \text{г/мол}\]

4. Щелочная среда:
В щелочной среде KMnO4 восстанавливается до МнO2 и кислорода (O2) образуется вода (H2O) и ионы марганца (Mn^{2+}). Реакция будет аналогична реакции в слабощелочной среде, но к ней будет добавлено количественное количество OH^-:

\[MnO4^- + 2H2O + 3e^- \rightarrow MnO2 + 4OH^-\]

Масса эквивалента KMnO4 в щелочной среде рассчитывается аналогично формулам для остальных сред:

\[M_e = \frac{m_{KMnO4}}{n_{e^-}}\]

Количество электронов для данной реакции равно \(n_{e^-} = 3\). Подставим это значение в формулу и рассчитаем массу эквивалента:

\[M_e = \frac{6.32 \, \text{г}}{3} = 2.11 \, \text{г/мол}\]

Таким образом, мы рассчитали массы эквивалента KMnO4 в каждом из случаев:

- В кислой среде: 1.26 г/мол
- В нейтральной среде: 2.11 г/мол
- В слабощелочной среде: 3.16 г/мол
- В щелочной среде: 2.11 г/мол

Важно отметить, что масса KMnO4, указанная в задаче, составляет 6,32 г, и каждая из приведенных выше масс эквивалента KMnO4 отражает количество вещества, соответствующее этой массе.