Задача 3

Рассчитайте интервал объемов раствора перманганата калия с молярной концентрацией эквивалента ~ 0,1 моль/л и поправочным коэффициентом равным 0,9975, который должен затратиться на титрование 10 мл разведения пероксида водорода, приготовленного разведением навески 10 мл препарата в мерной колбе вместимостью 100 мл до метки, с учетом требований ГФ (должно быть пероксида водорода 2,7 - 3,3%). Мм(H₂O₂) = 34.01 г/моль. ρ H₂O₂ =1 г/мл

Дано:	Решение:
Vнав. (Н2О2) = 10 мл Vк. (Н2О2) = 100 мл Vп. (Н2О2) = 10 мл Kп ~0,1моль/л KMnO4 = 0,9975 М.м.. (Н2О2) = 34,01 г/моль ρ. (Н2О2) = 1,0 г/мл ω. (Н2О2) min = 2,7% ω. (Н2О2)max = 3,3%	Анализ данных: Н2О2– это исследуемый раствор KMnO4 – это рабочий раствор   Метод количественного определения – метод перманганатометрии Способ прямого титрования
Найти: V ~ 0,1 моль/лKMnO4 min=? V ~ 0,1 моль/лKMnO4 max=?

В основе метода лежит реакция:

5 Н₂О₂ + 2 KMnO₄ + 3 H₂SO₄ = 5 O₂ + 2 MnSO₄ + K₂SO₄ + 8 H₂O

Н₂О₂ - 2е = O₂ + 2 Н⁺ ‌‌| 5

MnO₄ ^- + 8 Н⁺ + 5 е = Mn²⁺ + 4 H₂O | 2

f_экв. (Н₂О₂) = ½ M_1|z(Н₂О₂) = Mм(Н₂О₂) • f_экв. (Н₂О₂) = Mм(Н₂О₂) • 1/2 = 34,01 г/моль: 2 = 17,005 г/моль

ω _опр.min • m н.ф._опр

V _{~ раб min} = -------------------------------

Т _{т. раб./ опр}• К _{п раб} • 100%

ω _опр.max • m н.ф._опр

V _{~ раб max} = ------------------------------

Т _{т. раб./ опр}• К _{п раб} • 100%

ω (Н₂О₂) min • m н.ф. (Н₂О₂)

V _{~ 0,1 моль/л}KMnO_{4 min} = ----------------------------------------

Т _{0,1 моль/л}KMnO_4/ Н₂О₂• К _{п раб} • 100%

ω (Н₂О₂) _max • m н.ф. (Н₂О₂)

V _{~ 0,1 моль/л}KMnO_{4 max} = ------------------------------------------

Т _{0,1 моль/л}KMnO_4/ Н₂О₂• К _{п раб} • 100%

Найдем титр рабочего раствора по определяемому веществу:

С _{1/Z т. раб.} • M_{1/Z опр.}

Т _{т. раб./ опр.} = -----------------------

С _{1/Z 0,1 моль/л} KMnO₄ • M_1/Z Н₂О₂0,1 моль/л • 17,005 г/моль

Т _{0,1 моль/л} KMnO₄ / Н₂О₂= --------------------------------- = ----------------------------------- = 0,001701 г/мл

1000 1000

Титр показывает, что 1 мл раствора перманганата калия с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л взаимодействует с 0,001701 г х.ч. пероксида водорода.

Найдем массу навески фактической, так как титруется не все разведение, а только его часть:

m _нав. ( Н₂О₂) = V _нав. ( Н₂О₂) • ρ _нав. ( Н₂О₂) =10 мл • 1,0 г/мл = 10,0000 г

m нав. ( Н₂О₂) - V_к( Н₂О₂) следовательно, 10,0000 г – 100 мл

m н.ф. ( Н₂О₂) - V_{п .} ( Н₂О₂) m н.ф. ( Н₂О₂) – 10 мл

Следовательно:

10,0000 г • 10 мл

m н.ф. ( Н₂О₂) = ------------------------ = 1,0000 г

100 мл

Рассчитаем интервалы объемов раствора перманганата калия:

ω (Н₂О₂) min • m н.ф. (Н₂О₂) 2,7% • 1,0000 г

V _{~ 0,1 моль/л}KMnO_{4 min} = -------------------------------------------- = ----------------------------------------- =

Т _{0,1 моль/л}KMnO_4/ Н₂О₂• К _{п раб} • 100% 0,001701 г/мл • 0,9975 • 100%

= 15,91 мл

ω (Н₂О₂) _max • m н.ф. (Н₂О₂) 3,3% х 1,0000 г

V _{~ 0,1 моль/л}KMnO_{4 max} = -------------------------------------------- = ---------------------------------------- =

Т _{0,1 моль/л}KMnO_4/ Н₂О₂• К _{п раб} • 100% 0,001701 г/мл х 0,9975 х 100%

= 19,45 мл

Ответ: V _{~ 0,1 моль/л}KMnO_{4 min} = 15,91 мл

V _{~ 0,1 моль/л}KMnO_{4 max} = 19,45 мл

Дополнительные задачи III типа

(предварительный расчет объема рабочего раствора)