화학량론적 계산: KMnO4를 사용하여 H2O2의 순도 결정

화학량론적 계산: KMnO4를 사용하여 H2O2의 순도 결정

 

 

28% H2O2 수용액 5 mL를 취해서 1 L 부피플라스크에 넣고 증류수를 채워 용액을 만들었다. 이 용액을 10% 희석시킨 H2O2 100 mL를 0.02 M KMnO4로 적정할 때, KMnO4의 사용량은 10 mL이다. H2O2의 순도를 구하여라.

(단, 28% H2O2 수용액의 밀도는 1.45 g/mL이고, 몰질량은 34 g/mol이다.)

 

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일반적으로 ‘10% 희석’은 잘 사용하지 않습니다.

이것을 ‘10배 희석’이라 생각하고 계산했습니다.

( 몇 배 희석 설명 https://ywpop.tistory.com/4473 )

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net ionic equation

5H2O2 + 2MnO4^- + 6H^+ → 2Mn^2+ + 5O2 + 8H2O

( 식 설명 https://ywpop.tistory.com/8703 )

 

 

0.02 M KMnO4 용액 10 mL에 들어있는 KMnO4의 mol수를 계산하면,

(0.02 mol/L) × 0.010 L = 0.0002 mol KMnO4

( 계산 설명 https://ywpop.tistory.com/7787 )

 

 

H2O2 : MnO4^- = 5 : 2 계수비(=몰수비)이므로,

즉, H2O2 : MnO4^- = 5 : 2 반응하므로,

반응한 H2O2의 mol수를 계산하면,

H2O2 : MnO4^- = 5 : 2 = ? mol : 0.0002 mol

? = 5 × 0.0002 / 2 = 0.0005 mol H2O2

---> 10배 희석시킨 용액 100 mL에 들어있는 H2O2의 mol수

---> 100 mL / 10 mL = 10배 희석

---> 1 L 중 10 mL에 들어있는 H2O2의 mol수

 

 

1 L로 만든 용액에 들어있는 H2O2의 mol수를 계산하면,

10 mL : 0.0005 mol = 1000 mL : ? mol

? = 0.0005 × 1000 / 10 = 0.05 mol

---> 28% H2O2 수용액 5 mL에 들어있는 H2O2의 mol수

 

 

H2O2의 몰질량 = 34.01 g/mol 이므로,

H2O2의 mol수를 질량으로 환산하면,

0.05 mol × (34 g/mol) = 1.7 g H2O2

( 계산 설명 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

28% H2O2 수용액의 밀도 = 1.45 g/mL 이므로,

28% H2O2 수용액 5 mL의 질량을 계산하면,

5 mL × (1.45 g/mL) = 7.25 g 용액

 

 

H2O2의 순도를 계산하면,

%순도 = (용질 질량 / 용액 질량) × 100

= (1.7 g / 7.25 g) × 100 = 23.45%

 

 

즉, 시약은 28% H2O2 수용액이 아니라,

23.45% H2O2 수용액입니다.

 

 

답: 23.45%

 

 

 

[ 관련 글: 과산화수소의 정량분석 https://ywpop.tistory.com/9123 ]

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/3483 ]

 

 

 

[키워드] H2O2 + KMnO4, KMnO4 + H2O2

 

 

 

[ 2018년 10월 2일 수정 ]