Окислительно-восстановительное титрование

[VitalyPolyakov]

Железо в навеске 0,5000 руды восстановили до Fe²⁺ и оттитровали 35,15 мл р-ра K₂Cr₂O₇, 15,00 мл которого по окисляющей способности эквивалентны 25,00 мл р-ра KMnO₄, а 1,00 мл KMnO₄ эквивалентен 0,004750 г Fe. Рассчитать процентное содержание Fe₂O₃ в руде. 

____________________________________________________________________________________________________________________________

Я начал решать: 

n(1/z Fe²⁺) = n(1/z K₂Cr₂O₇)

m(Fe²⁺)/M(Fe²⁺) = (C_н(K₂Cr₂O₇)*V(K₂Cr₂O₇))/1000 ----> m(Fe²⁺) = (C_н(K₂Cr₂O₇)*V(K₂Cr₂O₇)*M(Fe²⁺))/1000

Fe²⁺  - 1е ----> Fe³⁺

z(Fe²⁺) = 1, т.е. M_э(Fe²⁺) = 55, 85 г/мольэ

 

Далее я обратился к условию:

 

1,00 мл KMnO₄ ~ 0,004750 г Fe, т.е. 25,00 мл KMnO₄ ~ 0,11875 г Fe ----> 15 мл K₂Cr₂O₇ ~ 0,11875 г Fe

 

Итак, я понял, что не понимаю, как нужно связать эти условия эквивалентности для вывода, например, концентрации K₂Cr₂O₇, дабы найти массу Fe²⁺ , а потом уже додумывать, как это в дальнейшем использовать. 
 

Потом мне подсказали, что можно связать эти условия эквивалентности через условный титр, начав с последнего, где 1, 00 мл KMnO₄ ~ 0,004750 г Fe, но я так и не осознал, увы. 

Подскажите, пожалуйста, как использовать эти соотношения. 

 

[M_GM]

Лучше оперировать в данной задаче не нормальностью, а титром по определяемому веществу.

Вы нашли, что 15 мл K₂Cr₂O₇ ~ 0,11875 г Fe

отсюда Т(K₂Cr₂O₇/Fe) = 0,11875/15= 0,007917 г/мл

Отсюда масса железа в навеске m=Т*V = 0,007917*35,15 = 0,2783 г

и его массовая доля в руде 0,2783/0,5000 = 0,5566 = 55,66%

=======

Можно конечно идти через нормальность

тогда следует сказать, отталкиваясь от 15 мл K₂Cr₂O₇ ~ 0,11875 г Fe , что 

n(1/z Fe²⁺) = m(Fe²⁺)/M(Fe²⁺) =  0,11875/55, 85 = 0,0021262 моль-экв = n(1/z K₂Cr₂O₇)

С(1/z K₂Cr₂O₇) = n/V = 0,0021262/0,015 = 0,14175 моль-экв/л

И подставляя в вашу формулу

m(Fe²⁺) = (C_н(K₂Cr₂O₇)*V(K₂Cr₂O₇)*M(Fe²⁺))/1000 = 0,14175*35,15*55, 85/1000 = 0,2783 г

получить ту же величину, но с большими хлопотами

 

 

Изменено 6 Января, 2019 в 03:54 пользователем M_GM

[Инфинити]

3 часа назад, M_GM сказал:

Лучше оперировать в данной задаче не нормальностью, а титром по определяемому веществу.

Вы нашли, что 15 мл K₂Cr₂O₇ ~ 0,11875 г Fe

отсюда Т(K₂Cr₂O₇/Fe) = 0,11875/15= 0,007917 г/мл

Отсюда масса железа в навеске m=Т*V = 0,007917*35,15 = 0,2783 г

и его массовая доля в руде 0,2783/0,5000 = 0,5566 = 55,66%

=======

Можно конечно идти через нормальность

тогда следует сказать, отталкиваясь от 15 мл K₂Cr₂O₇ ~ 0,11875 г Fe , что 

n(1/z Fe²⁺) = m(Fe²⁺)/M(Fe²⁺) =  0,11875/55, 85 = 0,0021262 моль-экв = n(1/z K₂Cr₂O₇)

С(1/z K₂Cr₂O₇) = n/V = 0,0021262/0,015 = 0,14175 моль-экв/л

И подставляя в вашу формулу

m(Fe²⁺) = (C_н(K₂Cr₂O₇)*V(K₂Cr₂O₇)*M(Fe²⁺))/1000 = 0,14175*35,15*55, 85/1000 = 0,2783 г

получить ту же величину, но с большими хлопотами

 

 

Я прошу прощения, а мы разве не содержание Fe2O3 находим?

m(Fe2O3) = (C_н(K₂Cr₂O₇)*V(K₂Cr₂O₇)*M(1/2Fe2O3))/1000 = 0,14175*35,15*79,8461/1000 = 0,3978 г

X= 0,3978/0,5000*100=79,56%

[M_GM]

Да, вы правы.

Но, зная содержание железа, нетрудно пересчитать его на содержание Fe2O3:

w(Fe2O3) = w(Fe)*79,846/55,85 = 55,66%*79,846/55,85 = 79,57%

Изменено 6 Января, 2019 в 07:27 пользователем M_GM

[Инфинити]

54 минуты назад, M_GM сказал:

Да, вы правы.

Но зная содержание железа нетрудно пересчитать его на содержание Fe2O3:

w(Fe2O3) = w(Fe)*79,846/55, 85 = 55,66%*79,846/55, 85 = 79,57%

 

На целых 0,01% ошиблась, ужас...

Изменено 6 Января, 2019 в 08:17 пользователем Инфинити

[VitalyPolyakov]

10 часов назад, M_GM сказал:

Лучше оперировать в данной задаче не нормальностью, а титром по определяемому веществу.

Вы нашли, что 15 мл K₂Cr₂O₇ ~ 0,11875 г Fe

отсюда Т(K₂Cr₂O₇/Fe) = 0,11875/15= 0,007917 г/мл

Отсюда масса железа в навеске m=Т*V = 0,007917*35,15 = 0,2783 г

и его массовая доля в руде 0,2783/0,5000 = 0,5566 = 55,66%

=======

Можно конечно идти через нормальность

тогда следует сказать, отталкиваясь от 15 мл K₂Cr₂O₇ ~ 0,11875 г Fe , что 

n(1/z Fe²⁺) = m(Fe²⁺)/M(Fe²⁺) =  0,11875/55, 85 = 0,0021262 моль-экв = n(1/z K₂Cr₂O₇)

С(1/z K₂Cr₂O₇) = n/V = 0,0021262/0,015 = 0,14175 моль-экв/л

И подставляя в вашу формулу

m(Fe²⁺) = (C_н(K₂Cr₂O₇)*V(K₂Cr₂O₇)*M(Fe²⁺))/1000 = 0,14175*35,15*55, 85/1000 = 0,2783 г

получить ту же величину, но с большими хлопотами

 

 

 

Благодарю Вас. 

 

То есть выходит, что при подстановке данных в формулу титра Т(K₂Cr₂O₇/Fe) = 0,11875/15= 0,007917 г/мл, мы, исходя из эквивалентности, можем сказать, что, так как 15 мл K₂Cr₂O₇ ~ 0,11875 г Fe, то при подстановке ставим массу Fe²⁺ , соответственно, в числитель, а значение объема, получается, K₂Cr₂O₇  - в знаменатель. То есть запись титра следует понимать так: если у нас определяемое вещество, как в моем случае, Fe²⁺, то выходит, что в знаменатель нужно подставлять значение объема Fe²⁺, хотя я понимаю, что это твердое вещество, что мне не совсем понятно, тогда в числитель - масса бихромата...Или это нужно понимать иначе?  

Прошу прощения, у меня, бывает, туго с пониманием таких вот, казалось бы, простых вещей, поэтому, если не затруднит, не могли бы Вы разъяснить этот нюанс? 

 

6 часов назад, Инфинити сказал:

 

На целых 0,01% ошиблась, ужас...

 

Благодарю Вас за содействие в моей назревшей проблеме. 

[M_GM]

Если вы говорите о записи Т(K₂Cr₂O₇/Fe) - то это не математическая формула, а обозначение величины, которое читается так: "Титр раствора дихромата калия по железу", величины, показывающей какая масса железа эквивалентна 1 мл данного раствора дихромата калия, г/мл.

И поскольку вы нашли, что 15 мл раствора эквивалентны   0,11875 г Fe, то, чтобы найти титр этого раствора по железу, надо массу железа разделить на объем раствора в мл. Т(K₂Cr₂O₇/Fe) = m(Fe)/V(p-pa K₂Cr₂O₇) = 0,11875/15= 0,007917 г/мл

И запись  "Т(K₂Cr₂O₇/Fe) = 0,007917 г/мл" надо понимать так, что 1 мл раствора дихромата эквивалентен 0,007917 г железа.

Еще раз: запись Т(K₂Cr₂O₇/Fe) - это не математическая формула,  здесь нет числителя и знаменателя, и символ "/" - здесь не знак деления, а сокращенное обозначение предлога "по"  - титр раствора дихромата по железу.

Изменено 6 Января, 2019 в 15:40 пользователем M_GM

[VitalyPolyakov]

51 минуту назад, M_GM сказал:

Если вы говорите о записи Т(K₂Cr₂O₇/Fe) - то это не математическая формула, а обозначение величины, которое читается так: "Титр раствора дихромата калия по железу", величины, показывающей какая масса железа эквивалентна 1 мл данного раствора дихромата калия, г/мл.

И поскольку вы нашли, что 15 мл раствора эквивалентны   0,11875 г Fe, то, чтобы найти титр этого раствора по железу, надо массу железа разделить на объем раствора в мл. Т(K₂Cr₂O₇/Fe) = m(Fe)/V(p-pa K₂Cr₂O₇) = 0,11875/15= 0,007917 г/мл

И запись  "Т(K₂Cr₂O₇/Fe) = 0,007917 г/мл" надо понимать так, что 1 мл раствора дихромата эквивалентен 0,007917 г железа.

Еще раз: запись Т(K₂Cr₂O₇/Fe) - это не математическая формула,  здесь нет числителя и знаменателя, и символ "/" - здесь не знак деления, а сокращенное обозначение предлога "по"  - титр раствора дихромата по железу.

 

Все, я уяснил.

Спасибо большое за помощь.