На титрование 0,09 г безводной щавелевой кислоты израсходовано 40см³ раствора КМnO4. Определите C(KMnO4) Т(КМnO4) в нейтральной среде.

Давайте систематически решим задачу по титрованию щавелевой кислоты (\(\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4\)) солью калий permanganатом (\(\text{KMnO}_4\)) в нейтральной среде. --- ### Шаг 1. Запишем уравнение реакции В нейтральной среде калий permanganат (\(\text{MnO}_4^-\)) восстанавливается до \(\text{Mn}^{2+}\), а щавелевая кислота — до углекислого газа. Общая реакция: \[ 5 \text{C}_2\text{O}_4^{2-} + 2 \text{MnO}_4^- + 16 \text{H}^+ \rightarrow 10 \text{CO}_2 + 2 \text{Mn}^{2+} + 8 \text{H}_2\text{O} \] Однако в нашей задаче указано, что реакция происходит в нейтральной среде, где \(\text{H}^+\) не добавляется. Тогда уравнение для нейтральной среды будет: \[ \text{C}_2\text{O}_4^{2-} + \text{MnO}_4^- \rightarrow \text{CO}_2 + \text{Mn}^{2+} \] Но при этом нужно учитывать, что в нейтральной среде балансировка реакции будет через \[ \text{MnO}_4^- + 8 \text{H}^+ + 5 \text{C}_2\text{O}_4^{2-} \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 8 \text{H}_2\text{O} + 10 \text{CO}_2 \] Так как задачей предполагается нейтральная среда, будем считать, что реакция происходит по реакции: \[ \text{MnO}_4^- + 5 \text{C}_2\text{O}_4^{2-} + 8 \text{H}^+ \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 8 \text{H}_2\text{O} + 10 \text{CO}_2 \] Но в условии не указано добавление H+, - вероятно, реакция идет по полной схеме, и мы используем стехиометрию из реакции, которая равна по соотношению: \[ \text{Молярное соотношение:}\quad \text{C}_2\text{O}_4^{2-} : \text{MnO}_4^- = 5 : 2 \] --- ### Шаг 2. Вычислим количество щавелевой кислоты Масса щавелевой кислоты: \[ m = 0,09\, \text{г} \] Молярная масса щавелевой кислоты (\(\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4\)): \[ M_{\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4} = 2 \times 1 + 2 + 4 \times 16 = 90\, \text{г/моль} \] Следовательно, количество веществ: \[ n_{\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4} = \frac{0,09}{90} = 1 \times 10^{-3}\, \text{моль} \] Так как в реакции щавелевая кислота дает 2эквивалента (2 моля C₂O₄²⁻): \[ \text{Количество молей C}_2\text{O}_4^{2-} = 1 \text{ моль} \quad (\так как 1 моль H₂C₂O₄ дает 1 моль C₂O₄²⁻) \] На практике, для вычислений нужно помнить, что 1 моль кислоты дает 1 моль C₂O₄²⁻. ### Шаг 3. Определим эквивалентное количество щавелевой кислоты Молярное соотношение, согласно уравнению реакции, для щавелевой кислоты: \[ 1\, \text{моль H}_2\text{C}_2\text{O}_4 \ \Rightarrow \ 2\, \text{эквивалента} \ C_2O_4^{2-} \] Следовательно, число эквивалентов: \[ N_{H_2C_2O_4} = 2 \times n_{\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4} = 2 \times 10^{-3}\, \text{экв} \] --- ### Шаг 4. Определим концентрацию раствора \(\text{KMnO}_4\) Объем раствора \(\text{KMnO}_4\): \[ V = 40\, \text{см}^3 = 0,04\, \text{л} \] Молярность раствора \(\text{KMnO}_4\): Из стехиометрии реакции: \[ 2\, \text{моль} \ \text{MnO}_4^- \ \text{реагируют с} \ 5\, \text{молями} \ \text{C}_2\text{O}_4^{2-} \] Количество молей \(\text{MnO}_4^-\): \[ n_{\text{MnO}_4^-} = \frac{N_{H_2C_2O_4}}{2} = \frac{2 \times 10^{-3}}{2} = 1 \times 10^{-3}\, \text{моль} \] --- ### Шаг 5. Расчет концентрации \[ C_{ \text{KMnO}_4} = \frac{n_{\text{MnO}_4^-}}{V} = \frac{1 \times 10^{-3}}{0,04} = 0,025\, \text{моль/л} \] --- ### **Ответ:** \[ \boxed{ C(\text{KMnO}_4) \approx 0,025\, \text{моль/л} } \] --- Если есть вопросы или необходимости более подробных объяснений — обращайтесь.