MCMURRY 일반화학. Fe^3+ 이온과 Sn^2+ 이온의 산화-환원 반응

MCMURRY 일반화학. Fe^3+ 이온과 Sn^2+ 이온의 산화-환원 반응

 

 

광물 중 철 금속의 함량은 먼저 시료를 Br2로 산화시켜 모든 철을 Fe^3+로 전환시킨 다음, Sn^2+로 적정하여 Fe^3+를 Fe^2+로 환원하는 산화-환원 방법으로 측정할 수 있다. 균형 반응식은 다음과 같다.

2Fe^3+(aq) + Sn^2+(aq) → 2Fe^2+(aq) + Sn^4+(aq)

Fe^3+을 적정하는데 0.1015 M Sn^2+ 용액 13.28 mL가 필요하다면, 광석 시료 0.1875 g에 들어있는 Fe의 질량 백분율은 얼마인가?

 

The metal content of iron in ores can be determined by a redox procedure in which the sample is first oxidized with Br2 to convert all the iron to Fe^3+ and then titrated with Sn^2+ to reduce the Fe^3+ to Fe^2+. The balanced equation is:

2Fe^3+(aq) + Sn^2+(aq) → 2Fe^2+(aq) + Sn^4+(aq)

What is the mass percent Fe in a 0.1875 g sample of ore if 13.28 mL of a 0.1015 M Sn^2+ solution is needed to titrate the Fe^3+?

 

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0.1015 M Sn^2+ 용액 13.28 mL에 들어있는 Sn^2+ 이온의 몰수

= (0.1015 mol/L) * 0.01328 L = 0.001348 mol Sn^2+

 

Fe^3+ : Sn^2+ = 2 : 1 반응 비이므로,

화학량론적으로 반응하는 Fe^3+ 이온의 몰수를 계산하면,

Fe^3+ : Sn^2+ = 2 : 1 = ? mol : 0.001348 mol

? = 2 * 0.001348 = 0.002696 mol Fe^3+

 

Fe (몰질량 = 55.85 g/mol) 0.002696 mol의 질량을 계산하면,

0.002696 mol * (55.85 g/mol) = 0.1506 g Fe

( 전자의 질량은 원자핵에 비해 무시할 만큼 작으므로,

Fe^3+ 이온의 질량 = Fe 원자의 질량 )

 

따라서 Fe의 질량 백분율은

(0.1506 g / 0.1875 g) * 100 = 80.32%

 

답: 80.32%