4. W celu ilościowego oznaczenia tlenu rozpuszczonego w wodzie pobrano do analizy 360 cm3wody, do której dodano w nadmiarze: MnSO4, KI oraz KOH. Wytrącony w tych warunkach osad MnO2, po zakwaszeniu próbki H2SO4, utlenił jony jodkowe do stechiometrycznej ilości jodu. Do miareczkowania wydzielonego jodu zużyto10 cm3 0,025 molowego roztworu Na2S2O3. Oblicz ile mg tlenu znajdowało się w 1 dm3 badanej wody.
Jak się nikomu nie chce to cos skrobne = może będzie dobrze.
Adaptując metode do zadania mamy cos takiego :
- dodano MnSO4, KJ, KOH
Mn2+ lubi imprezowac z OH- dajac biały osad
Mn2+ + 2OH- = Mn(OH)2
Jak to biale zwęszy tlen w wodzie to ten go tak skotluje ze biale robi się brązowe i z lekka zylka mu peka jak tlenisko podprowadza mu to i owo i zdesperowany przechodzi podówczas do Mn+4
2Mn(OH)2 + O2 =2MnO(OH)2
Bierzemy się teraz za to brazowe. Jjak tylko się siarkowy zjawil to manganisko od razu capnelo elektrony i oskubalo biedny jod do cna.
MnO(OH)2 + 2I- + 4H+ = Mn2+ + I2 + 3H2O
Ale to nie koniec problemow biednego jodziska. Dopadla je kontrola skarbowa i nuze go sprawdzac. Potraktowano biedaka Na2S2O3 i jodzisko odeszlo w niepamięć przechodząc w I-.
I2 + 2S2O32- = S4O62- + 2I-
A patrzac na ilość tiosiarczanu skarbowka neichcacy namierzyla tlenisko co się w wodzie ukrywalo.
Zestawmy sobie cykl reakcji
(1) Mn2+ + 2OH- = Mn(OH)2
(2) 2 Mn(OH)2 + O2 =2MnO(OH)2
(3) MnO(OH)2 + 2I- + 4H+ = Mn2+ + I2 + 3H2O
(4) I2 + 2S2O32- = S4O62- + 2I-
Ponieważ nas tak naprawde interesuje O2 i ilościowe przejscia to trzeba pokobinowac
Mnożąc reakcje (1) przez 2 i dodając do reakcji (2) otrzymujemy
2 Mn2+ + 4OH = 2Mn(OH)2
2 Mn(OH)2 + O2 =2MnO(OH)2
==========================
2 Mn2+ + 4OH +O2 = 2MnO(OH)2
Pora pomęczyć (3), po pomnożeniu przez 2 i dodaniu do powyższego mamy
2 MnO(OH)2 + 4I- + 8H+ = 2Mn2+ + 2I2 + 6H2O
2 Mn2+ + 4OH +O2 = 2MnO(OH)2
=============================
O2 + 4I- + 4H+ = 2I2 + 2H2O
No imnozac (4) przez 2 i dodając mamy
O2 + 4I- + 4H+ = 2I2 + 2H2O
2I2 + 4S2O32- = 2S4O62- + 4I-
======================
O2 + 4H+ 4S2O32- = 2H2O +2S4O62-
Albo inaczej
(1) Mn2+ + 2OH- = Mn(OH)2
(2) 2 Mn(OH)2 + O2 =2MnO(OH)2
(3) MnO(OH)2 + 2I- + 4H+ = Mn2+ + I2 + 3H2O
(4) I2 + 2S2O32- = S4O62- + 2I
(1) olac bo tlenu nie ma
(2) 1 mol O2 daje 2 mole Mn4+
(3) 1 mol Mn4+ daje 1 mol I2
ponieważ 1 mol O2 daje 2 mole Mn4+ to 1 mol O2 daje 2 mole I2
(4) 1 mol I2 reaguje z 2 molami S2O32-
Czyli widzac 1 mol O2 daje 2 mole I2 to 1 mol O2 reaaguje z 4 mole S2O32-
Z ym ze słówko reaguje należy rozumec jako wynik łańcucha reakcji a nei jednorazowego aktu reakcji
Skoro ustalilismy ze 1 mol O2 zuzyje przy miareczkowaniu 4 mole S2O32-
to właściwie wszystko juz rozwiązane i nie ma co robic ;(
Spokojnei bez panki zaraz doliczymy reszte
Co to jes to 10 cm3 0,025 molowego roztworu Na2S2O3 ?
A wiec jest to 10 cm3 roztworu czegos tam który zawiera 0.025 mola tego czegos w 1 dm3
Czyli
0,025 mola w 1000 cm3
X w 10 cm3
X = 10*0,025/1000 = 0,00025 mola
Albo inaczej
Vr=10cm3=0.010 dm3
Cm=n/Vr
n=Cm*Vr = 0.025 mol/dm3 * 0,010 dm3 =0,00025 mola tiosiarczanu
I tak neichcacy ustaliliśmy ze zuzyto do miareczkowania tiosiarczan w ilości 0,00025 mola
Pamiętając ze powyżej wyszlo iż 1 mol O2 zuzyje przy miareczkowaniu 4 mole S2O32-
To mamy
1 mol O2 zuzywa 4 mole tio
X moli O2 zuzywa 0,00025 mola
X=1 * 0,00025 / 4 = 0,0000625 mola O2
A więc w maltretowanej probce wody było 0,0000625 mola O2 mola O2
Ale UKS chce wiedziec nie ile robali było ale ile mg tlenu znajdowało się w 1 dm3 badanej wody. Co wydaje się calkiem logiczne.
Przeliczmy robale na gramy a potem na miligramy
1 wypasiony mol O2 ma mase około 31.999 gram /mol
No to 0,0000625 mola O2 będzie mialo mase
mO2=0,0000625 mola O2 * 31.999 gram /mol = 0,001999938 gram
skoro 1 gram = 1000 mg
to
mO2 = 1,999938 mg
Majac na uwadze iż wyjściowe wiaderko zaieralo 360 cm3 i było w nim = 1,999938 mg tlenu to przejdziemy na wanienki o pojemności 1 dm3 czyli 1000 cm3
360 cm 3 zawiera 1,999938 mg O2
1000 cm3 zawiera x mg O2
X=1,999938 *1000/360 \ 5,555383333 mg O2/dm3 wody
Czyli 1 dm3 wody zawiera 5,6 mg O2
Albo inaczej z definicji
C=m/Vr= 1,999938 mg O2/ 0,360 dm3 wody = 5,555383333 mgO2/dm3 wody = około 5,6 mg O2/dm3 wody