Навеска 0,200 г руды, содержащей МnО2, была обработана избытком концентрированной соляной кислоты. Образовавшийся при реакции хлор был отогнан и поглощен раствором иодида калия. На титрование выделившегося при этом йода пошло 42,50 мл 0,0520 н. раствора тиосульфата натрия. Сколько МnО2 содержит руда?
m(навески) = 0,200 г
V(Na2SO3) = 42,5 мл = 0,0425 л
Cн (Na2S2O3) = 0,052н = 0,052 моль-экв/л
MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O (1)
MnO2 + 4H(+) + 2e = Mn(2+) + 2H2O | 1 - восстановление
2Cl(-) – 2e = Cl2↑ | 1 – окисление
MnO2 + 4H(+) + 2Cl(-) = Mn(2+) + Cl2↑ + 2H2O
В левую и правую части уравнения добавляем недостающие два иона Cl(-) и получаем молекулярное уравнение.
MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
Cl2 + 2KI = I2↓ + 2KCl (2)
Cl2 + 2е = 2Cl(-) | 1 - восстановление
2I(-) – 2e = I2↓ | 1 – окисление
2Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI (3)
I2 + 2e = 2I(-) | 1 – восстановление
2S2O3(2-) – 2e = S4O6(2-) | 1 – окисление
Количество вещества эквивалента тиосульфата натрия Na2SO3 в растворе
nэкв (Na2SO3) = Cн (Na2S2O3)*V(Na2SO3) = 0,052*0,0425 = 0,00221 моль-экв
По закону эквивалентов для реакции (3) количество вещества эквивалента прореагировавшего йода
nэкв (I2) = nэкв (Na2SO3) = 0,00221 моль-экв
По закону эквивалентов для реакции (2) количество вещества эквивалента прореагировавшего хлора
nэкв (Cl2) = nэкв (I2) = 0,00221 моль-экв
По закону эквивалентов для реакции (1) количество вещества эквивалента прореагировавшего оксида марганца (IV) MnO2
nэкв (MnO2) = nэкв (Cl2) = 0,00221 моль-экв
Оксид марганца (IV) MnO2 в результате окислительно-восстановительной реакции (1) принял два электрона, следовательно, эквивалентное число оксида марганца (IV) MnO2 равно 2.
z(MnO2) = 2
Тогда количество вещества оксида марганца (IV) MnO2, прореагировавшего в реакции (1)
n(MnO2) = nэкв (MnO2)/z(MnO2) = 0,00221/2 = 0,001105 моль
Масса оксида марганца (IV) MnO2, прореагировавшего в реакции (1)
m(MnO2) = n(MnO2)*M(MnO2) = 0,001105*87 = 0,096 г
Массовая доля оксида марганца (IV) MnO2 в навеске руды
w(MnO2) = [m(MnO2)/m(навески)] *100% = [0,096/0,2]*100% = 48%
⇢