Вычислить массовую долю (%) железа в руде и Т(KMnO4)

В ходе титрования идёт реакция
5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
Fe2+ - e → Fe3+ | 5
MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O | 1
По закону эквивалентов
п(1/1 Fe2+) = п(1/5 КMnO4).
Число молей эквивалентов Fe2+ равно
п(1/1 Fe2+) = т(Fe)/М(1/1 Fe),
где т(Fe) – масса железа в навеске руды, г;
М(1/1 Fe) – молярная масса эквивалента Fe, равна молярной массе, так как в реакции участвует один электрон: М(1/1 Fe) = 55,85 г/моль.
Число молей эквивалентов КMnO4 равно
п(1/5 КMnO4) = Т(KMnO4/Н2С2О4)∙V(KMnO4)/М(1/2 Н2С2О4),
где Т(KMnO4/Н2С2О4) – титр раствора KMnO4 по Н2С2О4, 0,004502 г/мл;
V(KMnO4) – объём раствора KMnO4, пошедший на титрование, 48,06 мл;
М(1/2 Н2С2О4) – молярная масса эквивалента Н2С2О4, равна 1/2 молярной массы щавелевой кислоты, так как в реакции с KMnO4 молекула Н2С2О4 отдает 2 электрона: М(1/2 Н2С2О4) = (1,01∙2 + 12,01∙2 + 16,00∙4) : 2 = 45,02 г/моль.
т(Fe)/М(1/1 Fe) = Т(KMnO4/Н2С2О4)∙V(KMnO4)/М(1/2 Н2С2О4)
Масса железа равна
т(Fe) = М(1/1 Fe)∙Т(KMnO4/Н2С2О4)∙V(KMnO4)/М(1/2 Н2С2О4).
Массовая доля железа в руде равна
ω(Fe) = т(Fe)∙100/тН,
где т(Fe) – масса железа в руде, г;
тН - масса навески, 0,7100 г.
ω(Fe) = М(1/1 Fe)∙Т(KMnO4/Н2С2О4)∙V(KMnO4)∙100/М(1/2 Н2С2О4)∙тН;
ω(Fe) = 55,85∙0,004502∙48,06∙100/45,02∙0,7100 = 37,80 (%).
Титр раствора KMnO4 равен
Т(KMnO4) = Т(KMnO4/Н2С2О4)∙М(1/5 KMnO4)/М(1/2 Н2С2О4),
где Т(KMnO4/Н2С2О4) – титр раствора KMnO4 по Н2С2О4, 0,004502 г/мл;
V(KMnO4) – объём раствора KMnO4, пошедший на титрование, 48,06 мл;
М(1/5 KMnO4) – молярная масса эквивалента KMnO4, равна 1/5 молярной массы, так как в реакции восстановления KMnO4 участвуют 5 электронов:
М(1/5 KMnO4) = (39,10 + 54,94 + 16,00∙4) : 5 = 31,61 г/моль;
М(1/2 Н2С2О4) – молярная масса эквивалента Н2С2О4, равна 1/2 молярной массы щавелевой кислоты, так как в реакции с KMnO4 молекула Н2С2О4 отдает 2 электрона: М(1/2 Н2С2О4) = (1,01∙2 + 12,01∙2 + 16,00∙4) : 2 = 45,02 г/моль.
Т(KMnO4) = 0,004502∙31,61/45,02 = 0,003161 (г/мл).
Ответ: ω(Fe) = 37,80 %; Т(KMnO4) = 0,003161 г/мл.