1. Какая масса КМnO4, потребуется для приготовления 300 см³ раствора молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм³ (кислая среда)?
Давайте разберём задачу по шагам.
Дано:
- Объем раствора: 300 см³ = 0,3 дм³ (так как 1 дм³ = 1000 см³)
- Молярная концентрация эквивалента: 0,1 моль/дм³
- Требуется определить массу KМnO₄, которая нужна для приготовления этого раствора в кислой среде.
План решения:
- Найти количество эквивалентов в данном растворе.
- Определить количество молей KМnO₄, исходя из эквивалентности.
- Рассчитать массу KМnO₄ по молярной массе.
Шаг 1. Рассчет количества эквивалентов
Молярная концентрация эквивалента равна количеству эквивалентов в 1 литре раствора.
Объем раствора: 0,3 дм³.
Количество эквивалентов = концентрация * объем (в дм³):
\[ \text{эквиваленты} = 0,1\, \text{моль/дм}^3 \times 0,3\, \text{дм}^3 = 0,03\, \textэкв} \]
Шаг 2. Определение количества молей KМnO₄
В кислой среде комплекс КМnO₄ восстанавливается по реакции:
\[ \text{MnO}_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 4H_2O \]
Молярное количество эквивалентов зависит от числа электронов, приобретенных или потерянных веществом при реакции. В данном случае, кислородное соединение MnO₄⁻ восстанавливается от степени окисления +7 до +2, то есть:
\[ \text{число электронов} = 5 \]
Это означает, что 1 моль KМnO₄ соответствует 5 эквивалентам.
Теперь найдем количество молей KМnO₄:
\[ \text{моли KМnO}_4 = \frac{\text{эквиваленты}}{\text{число эквивалентов в 1 моль}} = \frac{0,03}{5} = 0,006\, \text{моль} \]
Шаг 3. Расчет массы KМnO₄
Молярная масса KМnO₄:
- K: 39 г/моль
- Mn: 55 г/моль
- O (4 атома): 16 г/моль × 4 = 64 г/моль
Общая масса:
\[ 39 + 55 + 64 = 158\, \text{г/моль} \]
Масса KМnO₄:
\[ 0,006\, \text{моль} \times 158\, \text{г/моль} = 0,948\, \text{г} \]
Итог:
Для приготовления 300 см³ раствора молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм³ в кислой среде потребуется примерно 0,95 г KМnO₄.
