10 см3 пероксида водорода пипеткой переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 , доводят дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают. Заполните бюретку рабочим раствором КMnO4. Так как раствор КMnO4, имеет темную окраску, то нулевое деление по бюретке и отсчет объема при титровании устанавливают и определяют по верхнему краю мениска. В колбу для титрования внесите 10 см3 подготовленного раствора H2O2 и добавьте мерным цилиндром 5 см3 1М раствора серной кислоты. В начале титрования прибавляйте раствор КМnО4 из бюретки по 0,5 см3 , перемешивая раствор кругообразными движениями. Титрование заканчивают при появлении бледно-розовой окраски, устойчивой в течение 30 секунд. По результатам титрования содержание Н2О2 (%) = 3,2 %. Рассчитайте V(KMnO4) пошедший на титрование? поправочный коэффициент = 1,02 , титр раствора 0,0017 г/мл
Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение реакции между пероксидом водорода (H₂O₂) и перманганатом калия (KMnO₄). Уравнение реакции можно записать следующим образом:
\[ 5 \, H₂O₂ + 2 \, KMnO₄ + 3 \, H₂SO₄ \rightarrow 5 \, O₂ + 2 \, MnSO₄ + 3 \, H₂O + K₂SO₄ \]
Сначала определим, сколько молей пероксида водорода содержится в 10 см³ раствора. Зная, что содержание H₂O₂ составляет 3,2%, можно найти массу H₂O₂ в растворе:
Масса раствора:
Поскольку 100 см³ раствора содержит 3,2 г H₂O₂, то в 10 см³ будет:
\[ \text{Масса H₂O₂} = \frac{3,2 \, \text{г}}{100 \, \text{см}³} \times 10 \, \text{см}³ = 0,32 \, \text{г} \]Количество молей H₂O₂:
Молярная масса H₂O₂ составляет примерно 34 г/моль. Количество молей H₂O₂ в 0,32 г:
\[ n(H₂O₂) = \frac{0,32 \, \text{г}}{34 \, \text{г/моль}} \approx 0,00941 \, \text{моль} \]Известные соотношения из уравнения реакции:
Из уравнения видно, что на 5 моль H₂O₂ требуется 2 моль KMnO₄. Рассчитаем, сколько моль KMnO₄ необходимо для реакции с найденным количеством H₂O₂:
\[ n(KMnO₄) = \frac{2}{5} n(H₂O₂) = \frac{2}{5} \cdot 0,00941 \approx 0,00376 \, \text{моль} \]Вычисление объема KMnO₄:
Теперь необходимо узнать массу KMnO₄, соответствующую этому количеству молей, зная, что титр раствора составляет 0,0017 г/мл. Сначала найдем массу KMnO₄:
Молярная масса KMnO₄ примерно 158 г/моль.
\[ \text{Масса KMnO₄} = n(KMnO₄) \times M(KMnO₄) = 0,00376 \, \text{моль} \times 158 \, \text{г/моль} \approx 0,59488 \, \text{г} \]Нахождение объема KMnO₄:
Объем раствора KMnO₄, который потребуется, можно рассчитать по формуле:
\[ V(KMnO₄) = \frac{\text{масса}}{\text{титр}} = \frac{0,59488 \, \text{г}}{0,0017 \, \text{г/мл}} \approx 349,25 \, \text{мл} \]Коррекция на поправочный коэффициент:
Теперь применим поправочный коэффициент 1,02:
\[ V_{\text{корр.}}(KMnO₄) = 349,25 \, \text{мл} \times 1,02 \approx 356,54 \, \text{мл} \]
Итак, объем раствора KMnO₄, который расходуется на титрование, соответствует приблизительно 356,54 мл.
