ZADANIA Z CHEMII
Analiza stechiometryczna Redoksometria
Stechiometria jest to metoda analizy, w której wykorzystuje się reakcje chemiczne,
a w obliczeniach analizy ilościowej równanie reakcji chemicznej.
Redoksometria - metoda ilościowej analizy stechiometrycznej,
w której wykorzystuje się reakcje utleniania - redukcji.
Manganometria - Stosowana jest do oznaczanie reduktorów.
Utleniaczem jest manganian(VII) potasu (KMnO4).
Jodometria - Stosowana jest do oznaczanie utleniaczy.
Miareczkowanie prowadzi siÄ™ roztworem tiosiarczanu sodu
(Na2S2O3).
I. Manganometryczne oznaczanie Fe2+
Równania reakcji wykorzystywane w manganometrycznym oznaczaniu Fe2+
KMnO4
1. Oznaczanie stężenia roztworu nadmanganianu potasu (KMnO4):
- Przygotowanie mianowanego roztworu H2C2O4
w kolbie miarowej z odważki krystalicznego H2C2O4·2H2O
mH C2O4Å"2H2O
2
cH C2O4 =
2
M Å"Vkolby
H2C2O4Å"2H2O
H2C2O4
H2C2O4
H2C2O4
- Miareczkowanie roztworu H2C2O4 roztworem KMnO4
- Obliczanie stężenia KMnO4
5 H2C2O4 + 2 MnO4- + 6 H+ = 10 CO2 + 2 Mn2+ + 8 H2O
nMnO 2
-
VH C2O4 Å" cH C2O4
2
4
2 2
= , cMnO = Å"
-
4
nH C2O4 5 5 VMnO
-
2
4
- Miareczkowanie roztworu Fe2+ roztworem KMnO4
Fe2+
Fe2+
- Obliczanie stężenia Fe2+
5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ = 5 Fe2+ + Mn2+ + 4 H2O
VMnO Å" cMnO
nFe - -
2+
4 4
= 5 , cFe = 5 Å"
2+
nMnO VFe
- 2+
4
- Obliczanie masy Fe2+
mFe = M Å"Vr Å" cFe
2+ 2+
Fe
Zadanie 1.
Z kolby miarowej na 250 cm3, zawierającej roztwór siarczanu żelaza(II), pobrano pipetą
25 cm3 i po zakwaszeniu miareczkowano roztworem KMnO4 o stężeniu 0,02112 mol·dm-3, zużywajÄ…c
17,8 cm3 tego roztworu. Oblicz masÄ™ Fe2+ znajdujÄ…cÄ… siÄ™ w kolbie miarowej.
Dane:
Vkolby = 250cm3
Vpipety = 25cm3
VKMnO = 17,8cm3
4
cKMnO = 0,02112mol / dm3
4
M = 55,8g / mol
Fe
Fe2+
Należy obliczyć:
mFe = ?
Fe2+
RozwiÄ…zanie:
5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ = 5 Fe2+ + Mn2+ + 4 H2O
VMnO Å" cMnO 17,8 Å" 0,02112
nFe - -
2+
4 4
= 5 , cFe = 5 Å" = 5 Å" = 0,07519mol / dm3
2+
nMnO VFe 25
- 2+
4
- Obliczanie masy Fe2+
mFe = M Å"Vr Å" cFe = 55,8 Å" 0,25 Å" 0,07519 = 1,0489g
2+ 2+
Fe
II. Manganometryczne oznaczanie Ca2+
Równania reakcji wykorzystywane w manganometrycznym oznaczaniu Ca2+
2. Oznaczanie stężenia roztworu nadmanganianu potasu (KMnO4):
- Przygotowanie mianowanego roztworu H2C2O4
w kolbie miarowej z odważki krystalicznego H2C2O4·2H2O
mH C2O4Å"2H2O
2
cH C2O4 =
2
M Å"Vkolby
H2C2O4Å"2H2O
H2C2O4
- Miareczkowanie roztworu H2C2O4 roztworem KMnO4
H2C2O4
- Obliczanie stężenia KMnO4
5 H2C2O4 + 2 MnO4- + 6 H+ = 10 CO2 + 2 Mn2+ + 8 H2O
nMnO 2
-
VH C2O4 Å" cH C2O4
2
4
2 2
= , cMnO = Å"
-
4
nH C2O4 5 5 VMnO
-
2
4
- WytrÄ…canie szczawianu wapnia (reakcja z nadmiarem szczawianu amonu)
(NH ) C O
4
2 2 4
Ca2+
Ca2+
1. Ca2+ + C2O42- = Ca(COO)2
- OdsÄ…czenie Ca(COO)2, przemywanie osadu na sÄ…czku, przeniesienie sÄ…czka
z osadem do kolby stożkowej i dodanie H2SO4
2. Ca(COO)2 + H2SO4 = H2C2O4 + CaSO4 nCa = nH C2O4
2+
2
- Obliczanie stężenia Ca2+
5 H2C2O4 + 2 MnO4- + 6 H+ = 10 CO2 + 2 Mn2+ + 8 H2O
VMnO Å" cMnO
nCa 5 - -
2+ 5
4 4
= , cCa = Å"
2+
nMnO 2 2 VCa
- 2+
4
H2C2O4
- Obliczanie masy Ca2+
mCa = M Å"Vr Å" cCa
2+ 2+
Ca
Zadanie 2. Jaki procent węglanu wapnia zawierała próbka marmuru o masie 0,1987 g, jeśli po jej
rozpuszczeniu w kwasie solnym, jony wapnia wytrÄ…cono w postaci szczawianu wapnia, osad
odsączono, rozpuszczono w kwasie siarkowym, a następnie miareczkowano roztworem KMnO4
o stężeniu 0,02110 mol·dm-3, zużywajÄ…c 28,5 cm3 tego roztworu?
Dane:
mmarmuru = 0,1987g CaCO3 + 2 HCl = Ca2+ + 2 Cl + CO32
M = 100g / mol Ca2+ + (NH4)2C2O4 = CaC2O4 + 2 NH4+
CaCO3
VKMnO = 28,5cm3 CaC2O4 +H2SO4 = H2C2O4 + CaSO4
4
cKMnO = 0,02110mol / dm3
4
Należy obliczyć:
H2C2O4
%CaCO3 = ?
RozwiÄ…zanie: nCa = nH C2O4
2+
2
- Obliczanie masy Ca2+
5 H2C2O4 + 2 MnO4- + 6 H+ = 10 CO2 + 2 Mn2+ + 8 H2O
nCa 5
2+
5 5
= , mCaCO = Å" M Å"VMnO Å" cMnO = Å"100 Å" 0,0285 Å" 0,02110 = 0,1503g
- -
CaCO3 4 4
3
nMnO 2 2 2
-
4
- Obliczanie % zawartości CaCO3 w marmurze
mCaCO
0,1503
3
%CaCO3 = Å"100 = Å"100 = 75,64
mmarmuru 0,1987
Zadania do samodzielnego rozwiÄ…zania:
3. Ile gramów dwuwodnego kwasu szczawiowego (H2C2O4 · 2H2O) rozpuszczono w wodzie, jeÅ›li
uzyskano 100cm3 roztworu o mianie 0,001852 g · cm-3 wzglÄ™dem bezwodnego kwasu?
Odp.: 0,2593g
4. Miareczkowano 25 cm3 roztworu kwasu szczawiowego, przygotowanego w kolbie o objętości
250 cm3 z odważki krystalicznego związku o masie 1,2578 g. Zużyto 26,4 cm3 KMnO4. Oblicz
stężenie molowe oraz miano roztworu nadmanganianu potasu.
Odp.: 0,0151 mol/dm3, 2,39·10 3 g/cm3.
5. Próbkę rudy żelaza o masie 0,200 g rozpuszczono w kwasie siarkowym i po redukcji żelaza do
Fe2+ miareczkowano roztworem KMnO4 o mianie 0,00316 g.cm-3, zużywając go średnio 26,1 cm3.
Jaki procent żelaza zawiera ruda? Odp.: 72,00 %
6. Próbkę o masie 1,70 g roztworu H2O2 rozcieńczono w kolbie do objętości 200 cm3.
Na miareczkowanie 20 cm3 tego roztworu, zakwaszonego H2SO4, zużyto 32,0 cm3 roztworu
KMnO4 o mianie 2,80·10-3 g · cm-3. Oblicz procentowe stężenie nadtlenku wodoru w wyjÅ›ciowej
próbce. Odp.: 23,38 %
III. Jodometryczne oznaczanie Cu2+
Równania reakcji wykorzystywane w jodometrycznym oznaczaniu Cu2+
1. Oznaczanie stężenia roztworu Na2S2O3 metodą miareczkowania roztworu substancji podstawowej (K2Cr2O7)
Na S O3
Cr2O72- + 6 I- + 14 H+ = 2 Cr3+ + 3 I2 + 7 H2O
2 2
2 S2O32- + I2 = S4O62- + 2 I-
KI
K Cr O7 K Cr O7
2 2 2 2
mK Cr2O7
6Å"VCr O7 Å"cCr O7
2- 2-
2
2 2
cCr O7 =
2-
cS O32- =
2
M Å"Vkolby
2 I2
K2Cr2O7
VS O3
2-
2
2. Oznaczanie stężenia roztworu Cu2+ metodą miareczkowania mianowanym roztworem Na2S2O3
Na S O3
2 2
2 Cu2+ + 4 I- = 2 CuI + I2
2 S2O32- + I2 = S4O62- + 2 I-
KI
Cu2+
Cu2+
I2
VS O3 Å"cS O3
2- 2-
2 2
cCu =
2+
VCu
2+
Zadanie 7. Próbkę rudy miedzi rozpuszczono w kwasie, a następnie dodano nadmiar KI. Na
zredukowanie wydzielonego jodu zużyto 35,0 cm3 roztworu Na2S2O3 o stężeniu 0,200 mol · dm-3.
Ile gramów miedzi zawierała próbka?
Dane:
2 Cu2+ + 4 I- = 2 CuI + I2
V(Na2S2O3) = 35,0 cm3
2 S2O32- + I2 = S4O62- + 2 I-
c(Na2S2O3) = 0,200 mol/dm3
MCu = 64 g/mol
nI 1
Należy obliczyć: 2
=
mCu = ? nCu 2
2+
nS O3
mCu
2-
2+
2
= VS O3 Å"cS O3
= 1
2- 2-
2 2
MCu
nCu
2+ 2+
nS O3
2-
2
= 2
nI
2
mCu = MCu Å"VS O3 Å"cS O3 = 64Å"0,035Å"0,2 = 0,448[g]
2+ 2+ 2- 2-
2 2
Zadania do samodzielnego rozwiÄ…zania:
8. Jakie jest stężenie molowe roztworu tiosiarczanu sodu, jeśli na miareczkowanie jodu
(w środowisku kwaśnym), wydzielonego w reakcji z 0,2380 g K2Cr2O7, potrzeba 35,0 cm3 Na2S2O3?
Odp.: 0,1400 mol/dm3.
9.1,2284 g K2Cr2O7 rozpuszczono w wodzie w kolbie miarowej na 200 cm3. Do 20 cm3 tego roztworu,
zakwaszonego H2SO4, dodano nadmiaru KI. Wydzielony jod miareczkowano roztworem tiosiarczanu
sodu, zużywając 30,4 cm3 tego roztworu. 22,5 cm3 tego samego roztworu Na2S2O3 reaguje z 20,0 cm3
pewnego roztworu CuSO4. Oblicz masÄ™ Cu2+ w kolbie miarowej na 200 cm3.
Odp.: 1,197 g.
10. Próbkę rudy miedzi o masie 0,5 g rozpuszczono w kwasie, a następnie dodano nadmiar KI. Na
zredukowanie wydzielonego jodu zużyto 35,0 cm3 roztworu Na2S2O3 o stężeniu 0,200 mol · dm-3.
Oblicz % zawartość miedzi w rudzie? Odp.: 88,8%.
IV. Jodometryczne oznaczanie Fe3+ i Sn2+
Zadania do samodzielnego rozwiÄ…zania:
11. Ile gramów jonów żelaza(III) zawiera roztwór, który utlenia jony jodkowe znajdujące się w 20 cm3
roztworu KI o mianie 0,0243 g · cm-3?
Odp.: 0,1635 g.
12. Jakie jest stężenie molowe jonów żelaza(III), jeśli 18,25 cm3 tego roztworu utlenia jony jodkowe
znajdujące się w 25 cm3 roztworu jodku potasu o mianie 0,0625 g . cm-3 względem jonów jodkowych
[0,0625 g I · cm-3]?
Odp.: 0,6747 mol/dm3.
13. Ile gramów jodu powstanie w wyniku reakcji nadmiaru jodku potasu z 20,0 cm3 roztworu azotanu
żelaza III o mianie 0,0350 g · cm-3?
Odp.: 0,3672 g.
14. Ile gramów siarczanu żelaza(III) znajdowało się w 200 cm3 jego roztworu, jeśli do oznaczeń
pobierano próbki o objętości 10,0 cm3, a na miareczkowanie powstałego jodu zużywano w środowisku
kwaÅ›nym Å›rednio 12,85cm3 roztworu tiosiarczanu sodu o stężeniu 0,1294 mol · dm-3.
Odp.: 6,6636 g.
15. Jaka objętość 0,2050 molowego roztworu tiosiarczanu sodu będzie reagowała w środowisku
kwaśnym z jodem powstałym w reakcji KI z próbką siarczanu żelaza(III) o masie 1,2892 g?
Odp.: 31,45 cm3g.
16. Jaki procent FeO zawierała mieszanina tlenków żelaza(II) i (III), jeśli do analizy pobrano próbkę
o masie 0,5280 g, a po rozpuszczeniu jej w kwasie siarkowym i dodaniu nadmiaru jodku potasu, na
miareczkowanie powstałego jodu zużyto 31,45 cm3 0,0500 molowego roztworu tiosiarczanu sodu?
Odp.:76,22 %.
17. Ile gramów cyny(II) znajdowało się w próbce, jeśli po jej rozpuszczeniu w kwasie siarkowym do
miareczkowania powstałych jonów Sn2+ zużyto 18,35 cm3 roztworu dwuchromianu potasu?
Jednocześnie wiadomo, że 12,55 cm3 tego samego roztworu K2Cr2O7 wypiera jod, który jest
redukowany przez 28,00 cm3 roztworu tiosiarczanu sodu o stężeniu 0,3524 mol · dm-3.
Odp.: 0,8562 g.
18. Próbkę rudy o masie 2,500 g zawierającą miedz i żelazo rozpuszczono w kwasie i przeniesiono do
kolby miarowej na 250 cm3. W 50 cm3 tego roztworu oznaczono jodometrycznie miedz, zużywając
45,0 cm3 0,0100 molowego roztworu Na2S2O3 oraz manganometrycznie żelazo zużywając 25,0 cm3
0,0200 molowego roztworu KMnO4. Oblicz procentową zawartość Cu i Fe w analizowanej rudzie.
Odp.:5,72 % Cu, 27,92% Fe.
Wyszukiwarka