7.22 g의 고체 철(몰질량=55.85)을 산성 용액 속에서 완전히 반응

7.22 g의 고체 철(몰질량=55.85)을 산성 용액 속에서 완전히 반응

 

 

7.22 g의 고체 철(몰질량=55.85)을 산성 용액 속에서 완전히 반응시키는데 미지 농도의 KMnO4 용액 187 mL가 필요하였다. KMnO4 용액의 몰농도(M)는?

(단, 미완결 반응식은 H^+(aq) + Fe(s) + MnO4^-(aq) → Fe^3+(aq) + Mn^2+(aq) + H2O(l)이다.)

 

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▶ 산화제 또는 환원제의 당량(=당량수): 1 mol당 얻거나 잃은 전자의 수(eq)

▶ 당량수의 단위: eq/mol

 

 

H^+(aq) + Fe(s) + MnO4^-(aq) → Fe^3+(aq) + Mn^2+(aq) + H2O(l)

Fe(환원제)의 당량수 = 3 eq/mol (Fe의 산화수는 0에서 +3으로, 3 증가)

Mn(산화제)의 당량수 = 5 eq/mol (Mn의 산화수는 +7에서 +2로, 5 감소)

( KMnO4의 당량수 설명 http://ywpop.tistory.com/3795 )

 

 

Fe의 몰수를 계산하면,

7.22 g / (55.85 g/mol) = 0.129275 mol Fe

 

 

환원제의 당량 = 산화제의 당량 (eq = eq)

즉, 1당량대 1당량 반응하므로,

0.129275 mol * (3 eq/mol) = (? mol/L) * 0.187 L * (5 eq/mol)

0.129275 mol * (3 eq/mol) = (? mol/L) * 0.187 L * (5 eq/mol)

( 단위를 소거하면, 양쪽 다 eq만 남는다, 즉, eq = eq )

? = (0.129275 * 3) / (0.187 * 5) = 0.414786 M

 

 

답: 0.41 M

 

 

만약 당량수 개념이 어렵다면,

산화-환원 반응식을 완성한 후,

5Fe + 3MnO4^- + 24H^+ → 5Fe^3+ + 3Mn^2+ + 12H2O

mol대 mol 개념으로 계산할 수도 있다.

( 관련 예제 http://ywpop.tistory.com/8558 )