Дано:
Объем 8,2 M раствора сульфата марганца (II) = 125 мл
Концентрация раствора марганцовой кислоты = 0,1 н.
Найти:
Объем раствора марганцовой кислоты, образующийся при окислении сульфата марганца (II) оксидом свинца (II) в кислой среде.
Решение с расчетом:
Уравнение реакции:
Pb^2+ + Mn^2+ -> Pb^4+ + Mn^2+
3Pb^2+ + 2Mn^2+ -> 3Pb^4+ + 2Mn^2+
Из уравнения видно, что каждый эквивалент свинца (II) окисляет два эквивалента марганца (II).
Молярная масса сульфата марганца (II) = 151 г/моль
Молярная масса марганцовой кислоты = 118 г/моль
Сначала найдем количество вещества марганца (II) в 125 мл 8,2 М раствора сульфата марганца (II):
Количество молей Mn^2+ = концентрация * объем = 8,2 М * 0,125 л = 1,025 моль
Теперь определим количество молей марганца (II), которые будут окислены свинцом (II):
Поскольку каждый эквивалент свинца (II) окисляет два эквивалента марганца (II), требуется половина этого количества свинца (II).
Таким образом, количество молей Pb^2+ = 1,025 моль / 2 = 0,5125 моль
Теперь находим массу свинца(II) в сульфате марганца:
Масса PbSO4 = молярная масса * количество молей = 303,3 г/моль * 0,5125 моль = 155,19 г
Найдем количество молей сульфата свинца по массе:
Количество молей PbSO4 = масса / молярная масса = 155,19 г / 303,3 г/моль ≈ 0,511 моль
Так как каждый эквивалент сульфата свинца(II) дает один эквивалент марганцовой кислоты, то количество молей марганцовой кислоты равно количеству молей сульфата свинца:
Количество молей H2SO4 = 0,511 моль
Теперь рассчитаем концентрацию раствора марганцовой кислоты:
Концентрация = количество молей / объем = 0,511 моль / 0,1 л = 5,11 н.
Ответ:
Образуется 5,11 мл 0,1 н. раствора марганцовой кислоты.