redox KMnO4 + FeSO4 + H2SO4--> Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
buonasera, ho un problema con la risoluzione di un esercizio relativo ad una titolazione di ossido-riduzione.
nell'esperimento ho usato come titolante il permanganato di potassio,  alla concentrazione di 2.5X10^-2M: ho disciolto 25 mLdi permanganato aggiungendo 75 mL di acqua per ottenere una soluzione alla concentrazione di 2.5X10^-2 M
Successivamente ho disciolto 2 g di miscela composta da Na2SO4 (solfato di sodio) e tetraossosolfato di ferro (FeSO4) in 25 mL di acqua ed aggiunto mezza pipetta di acido solforico puro.
Ho subito titolato con il permanganato, goccia a goccia fino al raggiungimento del viraggio del colore: inizialmente il permanganato era come se venisse assorbito e non alterasse il colore della soluzione, quando ho aggiunto 17.4 mL di permanganato (da 30 mL iniziali) c'è stato il viraggio del colore.
Lo scopo dell'esercizio in questione è quello di un analisi volumetrica per ossidoriduzione permanganometrica dello ione Fe2+ contenuto come solfato di ferro eptaidrato in miscela solida (Na2SO4:FeSo4 (3:1 p/p)).


Ho cercato di scrivere la reazione di ossido riduzione in questione, che penso sia la seguente:

KMnO4 + FeSO4 + H2SO4--> Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

ora però sono confuso su come continuare, so che lo ione Fe2+ si ossida e diventa Fe3+ mentre il permanganato si riduce.
Quale è il volume di Fe2+ iniziale ? e perchè fino a che non aggiungo 17.4 mL di permanganato la soluzione non cambia colore?
Cita messaggio
O mamma mia, non è che tu sia confuso, non hai proprio idea di cosa sia una titolazione :-(
Non voglio offenderti, ma prima di affrontare un'attività di laboratorio bisognerebbe studiare la teoria.

Cominciamo dalla reazione: è quella che hai scritto, però non è bilanciata, e prima di affrontare qualsiasi calcolo occorre farlo:
2 KMnO4 + 10 FeSO4 + 8 H2SO4 --> 5 Fe2(SO4)3 + 2 MnSO4 + K2SO4 + 8 H2O
Come si arriva a questi coefficienti stechiometrici occorre applicare uno dei tanti metodi di bilanciamento di una reazione redox che ti devi andare a studiare da solo.

In laboratorio il docente ti avrà messo a disposizione una soluzione 0,10 M di KMnO4, perciò prelevandone 25 mL e aggiungendo 75 mL di H2O hai ottenuto 100 mL di soluzione 0,025 M:
M1 · V1 = M2 · V2
0,10 M · 25 mL = M2 · 100 mL
M2 = 0,025 M

La miscela in esame è composta da Na2SO4 + FeSO4·7H2O.
Spero tu abbia fatto una pesata precisa e accurata della miscela su bilancia analitica (2,0000 g) oppure su bilancia tecnica (2,00 g). Questo dato è fondamentale per i calcoli finali e deve essere noto con tutte le cifre significative che la bilancia usata ti permette di determinare; voglio dire che se tu avessi pesato 2,0245 g è questa la massa che occorre considerare.

Veniamo alla titolazione.
Come avrai sicuramente notato la soluzione di KMnO4 che hai messo in buretta è di colore viola, mentre la massa di miscela pesata sciolta in acqua che hai messo nel becher (o nella beuta) è pressoché incolore o verde molto chiaro; il colore verde è dovuto allo ione ferroso (Fe2+); hai poi aggiunto dell'H2SO4 concentrato al 96% m/m per creare l'ambiente fortemente acido affinchè possa avvenire la redox sopra scritta.
Appena cominci ad aggiungere il KMnO4 dalla buretta questo, venendo a contatto con gli ioni Fe2+ comincia a reagire (l'espressione " era come se venisse assorbito" è assolutamente sbagliata) e si trasforma nello ione Mn2+ che è incolore in soluzione acquosa; si dice perciò che la soluzione si decolora, cioè la goccia viola che cade perde immediatamente il suo colore perché reagisce. Contemporaneamente lo ione Fe2+ si ossida a ione Fe3+ di colore giallo chiaro.
Quando il KMnO4 è stato aggiunto in quantità stechiometricamente (spero tu sappia cosa significa!!!) uguale alla quantità di ione Fe2+ che hai nel becher (e che non conosci) si è giunti al punto di equivalenza (o punto equivalente) della titolazione. La prima goccia in eccesso di KMnO4 aggiunta dopo il punto equivalente non si decolora più e impartisce a tutta la soluzione un colore rosa permanente: questo indica il punto di viraggio, cioè il momento in cui bisogna chiudere il rubinetto della buretta e leggere il volume di KMnO4 che è stato addizionato.
Si dice perciò che il KMnO4, oltre ad essere la soluzione titolante (cioè la soluzione di cui è nota la concentrazione) agisce anche da indicatore di se stesso perché lo ione MnO4- è viola, mentre lo ione Mn2+ è incolore.

Veniamo ora ai calcoli finali.
Cosa significa che hai aggiunto 17,4 mL da 30 mL iniziali??? Non capisco.
In base ai coefficienti stechiometrici della reazione redox si conosce che 2 moli di KMnO4 reagiscono con 10 moli di FeSO4.
Le moli di KMnO4 impiegate nella titolazione si calcolano in base al volume utilizzato (sperando che siano 17,4 mL) e alla molarità della soluzione:
n KMnO4 = M · V = 0,025 mol/L · 0,0174 L = 4,35·10^-3 mol
Le moli di FeSO4 si calcolano in base ai coefficienti stechiometrici:
2 mol KMnO4 : 5 mol FeSO4 = 4,35·10^-3 mol KMnO4 : x
x = n FeSO4 = 2,18·10^3 mol
Ora, sapendo che 1 mol FeSO4 = 1 mol FeSO4·7H2O, puoi calcolare la massa che era presente nella miscela che hai titolato:
m FeSO4·7H2O = 2,18·10^3 mol · 278,02 g/mol = 0,605 g
Per calcolare la %:
% FeSO4·7H2O = (0,605 g / 2,0000 g miscela) · 100 g miscela = 30,2%

Il problema però è che questa percentuale non corrisponde a quella che ci dovrebbe essere nella miscela 3:1 p/p.
Questo rapporto significa che nella miscela che ti è stata assegnata ci sono circa 3 g di Na2SO4 e 1 g di FeSO4·7H2O, cioè su 4 g di miscela solo 1 è di FeSO4·7H2O che corrisponde ad un 25%.
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
il che, la vita lo insegna, è diverso dall’avere “imparato una cosa”.
(Primo Levi)


Cita messaggio




Utenti che stanno guardando questa discussione: 1 Ospite(i)