Какая концентрация H2O2 (% мас.) была в растворе, если с 200 мл этого раствора полностью прореагировал 0,02 моль K2Cr2O7 подкисленной сульфатной кислотой.
Ответы
Реакція між перманганатною калієвою сульфатною кислотою (K2Cr2O7) і пероксидом водню (H2O2) відбувається згідно з наступним рівнянням:
K2Cr2O7 + 8H2SO4 + 6H2O2 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O + 6O2
За даною задачею було додано K2Cr2O7 в низькоокисленому стані, що призвело до його повної окислення до Cr2(SO4)3. Оскільки K2Cr2O7 є окисником у реакції, його кількість може служити мірою кількості пероксиду водню.
Спочатку необхідно визначити кількість молей K2Cr2O7, яку було додано до розчину:
n(K2Cr2O7) = C(K2Cr2O7) * V(K2Cr2O7) = 0,02 моль
де C(K2Cr2O7) - концентрація розчину K2Cr2O7, V(K2Cr2O7) - його об'єм.
За рівнянням реакції, 1 моль K2Cr2O7 взаємодіє з 6 молями H2O2. Отже, кількість молей H2O2, яка була вихідно присутня у розчині, дорівнює:
n(H2O2) = n(K2Cr2O7) / 6 = 0,02/6 моль
Об'єм розчину, до якого було додано K2Cr2O7, становив 200 мл. Щоб визначити концентрацію H2O2 відносно маси, потрібно знати масу H2O2, яка міститься у 200 мл розчину. Цю масу можна визначити за допомогою розрахунку:
m(H2O2) = M(H2O2) * n(H2O2) * V(H2O2)
де M(H2O2) - молярна маса пероксиду водню, V(H2O2) - об'єм розчину H2O2.
Молярна маса H2O2 дорівнює приблизно 34 г/моль. Підставляючи відомі значення в формулу, отримуємо:
m(H2O2) = 34 г/моль * 0,02/6 моль * 200 мл = 11,33 г
Таким чином, в 200 мл розчину було 11,33 г H2O2. Концентрація H2O2 відносно маси може бути визначена за формулою:
C(H2O2) = m(H2O2) / V = 11,33 г / 200 мл ≈ 5,67% (мас.)