Для приготовления раствора с массовой долей перманганата калия 1


Перманганат калия | Химик.ПРО – решение задач по химии бесплатно

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).

перманганат калия

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.

Какой вес перманганата калия требуется для производства 300 мл раствора, чтобы из 5 мл этого раствора, разведенного до 250 мл, получился раствор 0,01% (вес. / Об.)?

Химия
Наука
  • Анатомия и физиология
.

перманганатных титрований

перманганатных титрований Редокс-титрование. Перманганат калия.
Я . Введение.
В этом эксперименте вы будете использовать стандартный раствор перманганата калия. (KMnO 4 ) для определения содержания железа (как Fe 2+ ) в неизвестном растворе.
Перманганат-ион восстанавливается до иона марганца (II) в кислом растворе. Для этой реакции требуется 5 электронов и 8 (!) Ионов водорода: MnO 4 - + 8H + + 5 e - ® Mn 2+ + 4H 2 O Для восстановления Fe (III) до Fe (II) необходим только один электрон. Fe 3+ + e - ® Fe 2+ Следовательно, 1 моль MnO 4 - ( окислитель) реагирует с 5 молями Fe 2+ (восстановитель) с образованием 5 моль Fe 3+ и 1 моль Mn 2+ .Таким образом, в чистой ионной форме: MnO 4 - + 5Fe 2+ + 8H + ® 5Fe 3+ + Mn 2+ + 4H 2 O Молярное соотношение 1: 5 по количеству MnO 4 - и Fe 2+ израсходовано будет обеспечивать стехиометрическую основу для всех расчетов в этом эксперименте.
II. Экспериментальная процедура.
А. Приготовление раствора KMnO 4
Примечание. Это решение будет готовиться на складе и доставляться студентам.
Б. Титрование неизвестного раствора Fe (II)
Вы получаете раствор неизвестной концентрации в 100 мл мерной емкости. колба. Тщательно разбавьте его до отметки.
1. С помощью пипетки на 10 мл перенесите ровно 10,00 мл неизвестного раствора. в колбу Эрленмейера.
2. Используя мерный цилиндр, добавьте 10 мл 1 M H 2 SO 4 к колбе.
3. Заполните бюретку раствором KMnO 4 и слейте воду. достаточно, чтобы уровень жидкости был чуть ниже верхней калибровки отметка и наконечник бюретки заполнен.Считайте начальный объем по калибровке шкала на бюретке. Это и все другие показания бюретки следует с точностью до 0,01 мл. Цвет перманганата калия настолько глубоко, что нижний мениск почти не виден. Используйте верхнюю, чтобы прочтите тома.
4. Титруйте раствор железа в колбе. Полученный розоватый цвет по первому каплю избытка KMnO 4 сигнализирует конечную точку для титрования. Получите окончательное значение объема при калибровке. шкала на бюретке. Примечание: цвет иона MnO 4 - настолько яркий, что при титровании перманганатом индикатор НЕ требуется.
5. Повторите шаг 4 дважды. Объем раствора KMnO 4 использованный раствор должен соответствовать результатам первого титрования в пределах 0,20 мл.
III. Расчеты.
Во всех расчетах мы исходили из 5 моль Fe (NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2 соток эквивалент 1 моль KMnO 4 .
1. Зная молярность вашего KMnO 4 и объем используется при каждом титровании, вы можете рассчитать молярность вашего раствора Fe (II) так как
молярность (Fe (II)) = 5x молярность ( MnO 4 ) ´ объем ( MnO 4 ) / объем (Fe (II))
2. Знание молярности раствора Fe (II) позволяет вам рассчитать количество молей железа (как Fe 2+ ) в неизвестном образец и масса Fe в г: масса (Fe) = (моль Fe) ´ (55.85 г Fe / моль Fe) м (Fe) = 55,85 x (общий объем) x молярность (Fe (II))

Учтите, что ваш общий объем составляет 100 мл, а атомный вес Fe составляет 55,85.
5. Повторите предыдущие вычисления для каждого титруемого образца и определите среднее значение и стандартное отклонение.
Перманганатное титрование.
Имя: _________________________ Дата: ___________________
Определение содержания железа неизвестно.
Молярность перманганата калия: _______ M
Объем использованной пипетки (объем (Fe): ______ мл
Титрование 1 __________________ мл
Титрование 2 __________________ мл
Титрование 3 __________________ мл
масс Fe
№ 1 __________ № 2 ____________ № 3_____________

Среднее значение m (Fe) ________________ Стандартное отклонение _______________

.

алкенов и манганат калия (VII) (перманганат)

Если продукт имеет одну углеводородную группу и один водород

Например, предположим, что первая стадия реакции была:

В этом случае первая молекула продукта имеет метильную группу и водород, присоединенный к карбонильная группа. Это другой вид соединения, известный как альдегид.

Альдегиды легко окисляются с образованием карбоновых кислот, содержащих группу -COOH.Таким образом, на этот раз реакция пойдет на следующую стадию с получением этановой кислоты, CH 3 COOH.

Структура кислоты была немного изменена, чтобы она больше походила на то, как мы обычно извлекаем кислоты, но в итоге кислород оказался между углеродом и водородом.

Таким образом, общий эффект манганата калия (VII) на этот вид алкена составляет:

Очевидно, если бы к обоим атомам углерода на концах двойной связи углерод-углерод был присоединен атом водорода, вы бы получили две молекулы карбоновой кислоты, которые могли бы быть одинаковыми или разными, в зависимости от того, были ли одинаковые алкильные группы. или другое.

Поиграйте с этим, пока не будете довольны. Нарисуйте несколько алкенов, каждый из которых имеет водород, присоединенный к обоим концам двойной углерод-углеродной связи. Меняйте алкильные группы - иногда одинаковые на каждом конце двойной связи, иногда разные. Окислите их, чтобы образовались кислоты, и посмотрите, что у вас получится.

Если продукт содержит два атома водорода, но не содержит углеводородной группы

Можно было ожидать, что при этом будет образована метановая кислота, как в уравнении:

Но это не так! Это потому, что метановая кислота также легко окисляется раствором манганата калия (VII).Фактически, он полностью окисляет его до двуокиси углерода и воды.

Таким образом, уравнение в таком случае могло бы быть, например:

Точная природа другого продукта (в данном примере пропанона) будет варьироваться в зависимости от того, что было присоединено к правому атому углерода в двойной связи углерод-углерод.

Если бы на обоих концах двойной связи было по два атома водорода (другими словами, если бы у вас был этен), то все, что вы получили бы, - это диоксид углерода и вода.

 

Сводка

Подумайте о обоих концах двойной связи углерод-углерод по отдельности, а затем объедините результаты.

  • Если на одном конце связи есть две алкильные группы, эта часть молекулы даст кетон.

  • Если есть одна алкильная группа и один водород на одном конце связи, эта часть молекулы даст карбоновую кислоту.

  • Если на одном конце связи есть два атома водорода, эта часть молекулы даст диоксид углерода и воду.

 

В чем смысл всего этого?

Работа с результатами поможет вам определить структуру алкена. Например, алкен C 4 H 8 имеет три структурных изомера:

Определите, какие из них дали бы каждый из следующих результатов, если бы их обрабатывали горячим концентрированным раствором манганата (VII) калия. Вышеуказанные изомеры: , а не в порядке A, B и C.

Не читайте ответы в зеленой рамке, пока не попробуете это.

  • Изомер A дает кетон (пропанон) и диоксид углерода.

  • Изомер B дает карбоновую кислоту (пропановую кислоту) и диоксид углерода.

  • Изомер C дает карбоновую кислоту (этановую кислоту).

.

Глава 12.1: Подготовка растворов - Chemistry LibreTexts

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  1. Приготовление растворов
    1. Пример 12.1.1
    2. Пример 12.1.2
    3. Пример 12.1.3
  2. Концентрации ионов в растворе
    1. Пример 12.1.4
    2. Ключевые уравнения
    3. Резюме
    4. Ключевые выводы
    5. Концептуальные проблемы
    6. Ответ
    7. Числовые задачи
    8. Ответы
    9. Участники

Цель обучения

  • Для количественного описания концентраций растворов.

В разделе 9.3 мы описали различные способы определения концентрации раствора, молярности (M), моляльности (m), процентной концентрации и мольной доли (X).Количество растворенного вещества, растворенного в определенном количестве растворителя или раствора. раствора описывает количество растворенного вещества, которое содержится в определенном количестве растворителя или раствора. Знание концентрации растворенных веществ важно для контроля стехиометрии реагентов для реакций, протекающих в растворе. В этом разделе описывается, как можно приготовить раствор из основного раствора известной концентрации

.

Приготовление растворов

Чтобы приготовить раствор, который содержит определенную концентрацию вещества, необходимо растворить желаемое количество молей растворенного вещества в достаточном количестве растворителя, чтобы получить желаемый конечный объем раствора.

\ (Молярность раствора = dfrac {моль \: of \: solute} {Объем раствора} \ tag {12.1.1} \)

Рисунок 12.1.1 иллюстрирует эту процедуру для раствора дигидрата хлорида кобальта (II) в этаноле. Обратите внимание, что объем растворителя не указан. Поскольку растворенное вещество занимает пространство в растворе, необходимый объем растворителя почти всегда на меньше , чем желаемый объем раствора. Например, если желаемый объем был 1,00 л, было бы неправильно добавлять 1.00 л воды на 342 г сахарозы, потому что это даст более 1,00 л раствора. Как показано на рисунке 12.1.2, для некоторых веществ этот эффект может быть значительным, особенно для концентрированных растворов.

Рисунок 12.1.1 Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого вещества

Рисунок 12.1.2 Приготовление 250 мл раствора (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 в воде

Растворенное вещество занимает пространство в растворе, поэтому для приготовления 250 мл раствора требуется менее 250 мл воды.

Пример 12.1.1

Раствор на рисунке 12.1.1 содержит 10,0 г дигидрата хлорида кобальта (II), CoCl 2 · 2H 2 O, в этаноле, достаточном для приготовления ровно 500 мл раствора. Какова молярная концентрация CoCl 2 · 2H 2 O?

Дано: масса растворенного вещества и объем раствора

Запрошено: концентрация (M)

Стратегия:

Чтобы найти количество молей CoCl 2 · 2H 2 O, разделите массу соединения на его молярную массу.Рассчитайте молярность раствора, разделив количество молей растворенного вещества на объем раствора в литрах.

Решение:

Молярная масса CoCl 2 · 2H 2 O составляет 165,87 г / моль. Следовательно,

\ (молей \: CoCl_2 \ cdot 2H_2O = \ left (\ dfrac {10.0 \: \ cancel {g}} {165 .87 \: \ cancel {g} / mol} \ right) = 0 .0603 \: mol \)

Объем раствора в литрах

\ (volume = 500 \: \ cancel {mL} \ left (\ dfrac {1 \: L} {1000 \: \ cancel {mL}} \ right) = 0.500 \: L \)

Молярность - это количество молей растворенного вещества на литр раствора, поэтому молярность раствора составляет

\ (молярность = \ dfrac {0,0603 \: mol} {0,500 \: L} = 0,121 \: M = CoCl_2 \ cdot H_2O \)

Упражнение

Раствор, показанный на рисунке 12.1.2, содержит 90,0 г (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 в количестве воды, достаточном для получения конечного объема ровно 250 мл. Какова молярная концентрация дихромата аммония?

Ответ: (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 = 1.43 млн

Чтобы приготовить определенный объем раствора, который содержит указанную концентрацию растворенного вещества, нам сначала нужно рассчитать количество молей растворенного вещества в желаемом объеме раствора, используя соотношение, показанное в уравнении 12.1.1. Затем мы переводим количество молей растворенного вещества в соответствующую массу необходимого растворенного вещества. Эта процедура проиллюстрирована в Примере 12.1.2.

Пример 12.1.2

Так называемый раствор D5W, используемый для внутривенного замещения биологических жидкостей, содержит 0.310 М. глюкозы. (D5W представляет собой примерно 5% раствор декстрозы [медицинское название глюкозы] в воде.) Рассчитайте массу глюкозы, необходимую для приготовления пакета D5W объемом 500 мл. Глюкоза имеет молярную массу 180,16 г / моль.

Дано: молярность, объем и молярная масса растворенного вещества

Запрошено: Масса растворенного вещества

Стратегия:

A Рассчитайте количество молей глюкозы, содержащейся в указанном объеме раствора, умножив объем раствора на его молярность.

B Получите необходимую массу глюкозы, умножив количество молей соединения на его молярную массу.

Решение:

A Сначала мы должны рассчитать количество молей глюкозы, содержащихся в 500 мл 0,310 М раствора:

.

Смотрите также