Mở đầu
Một dung dịch Fe²⁺ chưa biết nồng độ có thể được xác định bằng dung dịch KMnO₄ đã biết nồng độ. Ta bắt đầu từ tỉ lệ phản ứng, rồi mới dùng số đo trên burette.
Phương trình và tỉ lệ mol
Phương trình ion:
$$
\begin{aligned}
&\mathrm{MnO_4^-+8H^++5Fe^{2+}}\\
&\qquad\mathrm{\rightarrow Mn^{2+}+5Fe^{3+}+4H_2O}.
\end{aligned}
$$
Do đó:
$$n_{\mathrm{Fe^{2+}}}=5n_{\mathrm{MnO_4^-}}.$$
Trong phương trình phân tử của SGK, tỉ lệ $\mathrm{FeSO_4:KMnO_4}=5:1$.
Kiểm tra nhanh
1 mol $\mathrm{MnO_4^-}$ trong môi trường acid oxi hóa bao nhiêu mol Fe²⁺?
Chưa cân bằng electron.
Tỉ lệ này không đúng.
Một ion permanganate nhận 5 electron; mỗi Fe²⁺ nhường 1 electron.
8 là hệ số của H⁺.
Lời giải
**Cách làm**
Theo phương trình ion, tỉ lệ $\mathrm{MnO_4^-:Fe^{2+}}=1:5$.
Tiến hành và nhận điểm kết thúc
1. Dùng pipette lấy 5,0 mL dung dịch FeSO₄ vào bình tam giác.
2. Thêm khoảng 5 mL dung dịch H₂SO₄ 10%.
3. Nhỏ KMnO₄ 0,02 M từ burette, đồng thời lắc đều.
4. Dừng khi màu hồng tồn tại khoảng 20 giây.
5. Lặp lại ba lần và xử lí các kết quả phù hợp.
KMnO₄ được đặt trên burette. Không dùng HCl hoặc HNO₃ thay H₂SO₄ vì có thể xảy ra phản ứng phụ.
Ví dụ mẫu: Tính nồng độ FeSO₄
Với thể tích mẫu $V_1$, nồng độ KMnO₄ là $C_2$ và thể tích KMnO₄ đã dùng là $V_2$:
$$C_{\mathrm{FeSO_4}}V_1=5C_{\mathrm{KMnO_4}}V_2.$$
Các thể tích phải cùng đơn vị. Nếu đọc số đầu và số cuối trên burette, thể tích đã dùng bằng số đọc cuối trừ số đọc đầu.
Luyện tập
10,0 mL Fe²⁺ cần 8,0 mL KMnO₄ 0,010 M. Nồng độ Fe²⁺ là bao nhiêu?
Chưa dùng tỉ lệ 1:5.
Tỉ lệ mol chưa đúng.
$C=5\times0{,}0080\times0{,}010/0{,}0100=0{,}040$ M.
Kết quả đã bị nhân thêm hai lần.
Lời giải
**Cách làm**
$n_{Fe^{2+}}=5\times0{,}0080\times0{,}010=4{,}0\times10^{-4}$ mol; chia cho 0,0100 L được 0,040 M.
Ghi nhớ
- Chuẩn độ Fe²⁺ bằng KMnO₄ được thực hiện trong môi trường H₂SO₄.
- Tỉ lệ mol MnO₄⁻ : Fe²⁺ là 1 : 5; điểm kết thúc là màu hồng bền khoảng 20 giây.
Đang học