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.
