Химия
8 класс
Вопрос
На занятиях химического кружка проводилось определение процентного содержания семиводного сульфата железа в техническом препарате, который при хранении в неплотно закрытом сосуде частично окислялся.
Учащиеся взяли из разных частей сосуда пробы общей массой 400 мг, растворили их в дистиллированной воде, подкислили серной кислотой и разбавили до получения раствора объемом 100 мл. Затем пробы полученного раствора по 20 мл каждая оттитровали 0,02 н. раствором $KMnO_4$. В среднем на титрование каждых 20 мл приготовленного раствора было израсходовано по 12,2 мл 0,02 н. раствора $KMnO_4$.
Каково процентное содержание (по массе) семиводного сульфата железа в исследуемом препарате?
Ответ
В кислой среде протекает реакция
$2KMnO_4 + 10FeSO_4 + 8H_2SO_4 = K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 5Fe_2(SO_4)_3 + 8H_2O$,
$MnO_4{-} + 5Fe^{2+} + 8Н^{+} = Mn^{2+} + 5Fe^{2+} + 4H_2O$.
Эквивалент $FeSO_4 \cdot 7H_2O$ при потере одного электрона в ходе окисления равен молекулярной массе ($M = 278,02$). 12,2 мл 0,02 н. раствора $KMnO_4$ могут окислить $0,0122 \cdot 0,02 = 2,44 \cdot 10^{-4}$ г-экв $FeSO_4$ или $2,44 \cdot 10^{-4} \cdot 278,02 = 6,78 \cdot 10^{-2} FeSO_4 \cdot 7H_2O$, которые содержались в 20 мл раствора. В 100 мл приготовленного раствора было $0,0678 \times 5 = 0,3390$ г $FeSO_4 \cdot 7H_2O$, т. е. процентное содержание неокисленной соли в препарате составляло
$c_{ \text{%}} = \frac{0,339 \cdot 100}{0,400} = 84,73$ % (по массе).