Kemi

"Kort" spørgsmål. Er der nok sulfitioner til alle 3 forsøg?

19. september 2014 af EnStuderende - Niveau: B-niveau

Hej Studieportalen. Jeg sidder og laver en rapport om et forsøg med kaliumpermanganat, der er blevet reduceret gennem tre forsøg (først er opløsningen violet, herefter grøn, brun og til sidst farveløs). Jeg har afstemt alle tre redoxreaktioner (korrekt, så vidt jeg ved.. det går i hvert fald op), og nu skal jeg så ved beregning påvise, at der nok sulfitioner til alle tre forsøg.

Jeg har afstemt det overordnede reaktionsskema og får, at 2 mol permanganat reagerer med 5 mol sulfitioner. Dette ved jeg er rigtigt (har eftertjekket mit svar på nettet).

Jeg har herefter bestemt stofmængden for både KMnO4(aq) og NaHSO3(s) ud fra opløsningerne, der fremgår i første forsøg: en opløsning af 3 mL 0,02M KMnO4(aq)... tilsættes 0,05 g NaHSO3(s).

Stofmængden for kaliumpermanganat fik jeg til 0,0006 mol, og for sidstnævnte fik jeg 0,0048 mol. Forholdet er da 1:8 (=0,125), og det passer fint med, at det skal holde sig inden for grænsen 2:5 (=0,4).

Jeg skal dog bevise, at der er nok sulfitioner til alle tre forsøg (der bliver efterfølgende tilsat HCl i de 2 sidste forsøg).

Nu er mit spørgsmål så: kan jeg bare sige 0,125*3 = 0,375. Dvs. der er nok sulfitioner til alle forsøg, eftersom "grænsen" er 0,4. 

Eller skal jeg tage højde for... ja, det ved jeg ikke, at oxidationstallene ændrer sig gennem de næste forsøg, eller skal jeg på en måde kigge på de individuelle reaktionsskemaer for hvert forsøg? Eller er det bare det samme, der sker, gennem hvert forsøg? Altså at sulfitionerne reagerer 1:8 med mangat-ionerne (hvad de nu hedder)?

Vil bare gerne lige være sikker :-)


Brugbart svar (0)

Svar #1
19. september 2014 af Heptan

Du sagde at det var det "overordnede reaktionsskema" ... Forstår jeg det rigtigt, hvis det inkluderer alle tre forsøg?


Svar #2
19. september 2014 af EnStuderende

Sorry, det er permanganaten (dvs. fra første forsøg), der i ét forsøg bliver reduceret til mangan(II)ioner. Dvs. man går straks til den farveløse version, hvor man ellers før havde de tre "steps" :-) Så ja, du har ret.


Svar #3
19. september 2014 af EnStuderende

Overordnede reaktionsskema: 6H+ + 2MnO4-(aq) + 5SO32-(aq) → 2Mn2+(aq) + 5SO42-(aq) + 3H2O


Brugbart svar (0)

Svar #4
19. september 2014 af Heptan

Det forstår jeg ikke, er der ét forsøg eller tre forsøg eller trin eller ét trin?


Svar #5
19. september 2014 af EnStuderende

Der er 3 forsøg. Første forsøg reduceres permanganaten til manganat og får en grøn farve. Andet forsøg reduceres der til mangandioxid, som giveren brun farve. I tredje forsøg reduceres der til mangan(ii)ionen, som gør opløsningen farveløs.

I det overordnede reaktionsskema springer man fra permanganat direkte til mangan(ii)ionen (som i 3. forsøg). Ud fra denne reaktionsligning skulle jeg udregne, hvor stor en stofmængde sulfitioner, der skulle til for at reducere permanganat til mangan(ii)ion. Forholdet blev 2:5.

Nu skal jeg vise ved udregning, at der er nok sulfitioner til de tre forsøg ud fra det, jeg har beregnet/afstemt i det overordnede reaktionsskema.


Svar #6
19. september 2014 af EnStuderende

Det hele står beskrevet i denne PDF: http://fag.svendborg-gym.dk/kemi/Vejledninger/isis/6.4%20Reduktion%20af%20kaliumpermanganat.pdf


Brugbart svar (0)

Svar #7
19. september 2014 af Heptan

Det overordnede reaktionsskema (#3) beskriver alle tre trin (alle tre "forsøg"), så det skal du bruge til at beregne om der er nok sulfit (det har du allerede gjort).

Du siger at der er 0,0006 mol kaliumpermanganat, så dvs. der skal være mindst 0,0006 mol * 2,5 = 0,0015 mol sulfit, og det er der jo også. :-)

Det er lige meget om man beregner den nødvendige stofmængde for hver enkelt reaktion, og lægger dem sammen, eller om man beregner den nødvendige stofmængde for bruttoreaktionen.

Bemærk at der ikke startes med permanganat i hver enkelt reaktion, men at de tre reaktioner er i forlængelse af hinanden.


Svar #8
20. september 2014 af EnStuderende

Jeg forstår ikke helt, hvad du mener med 0,0006 mol * 2,5 = 0,0015 mol sulfit og det med, at det er ligemeget om jeg beregner stofmængden for alle 3 forsøg eller bruttoreaktionen (mener du det overordnede reaktionsskema her?). Hvordan kan jeg overhovedet beregne stofmængden for alle 3 forsøg, når jeg kun har fået givet oplysninger om det første forsøg?

Og har jeg gjort det rigtigt nok, eller?


Brugbart svar (1)

Svar #9
20. september 2014 af Heptan

Bruttoreaktionen er det overordnede reaktionsskema ja.

Der er jo 0,0006 mol kaliumpermanganat.

Da de reagerer i forholdet 2:5 skal der være 5/2 gange så meget sulfit som permanganat. 5/2 = 2,5

0,0006 mol * 5/2 = 0,0015 mol

Dvs. der skal være mindst 0,0015 mol sulfit, resten vil være i overskud.

Som jeg forstår det, finder det hele sted i et enkelt måleglas, hvor man så hælder kemikalier i efterhånden. Den stofmængde sulfit der så hældes i fra starten vil altså være den samlede stofmængde sulfit der er tilgængelig. Permanganat er den begrænsende faktor, dvs. den bestemmer hvor meget sulfit der forbruges.

I første reaktion, reagerer al permanganaten med sulfit i forholdet 2:1, respektivt. Her forbruges altså 1/2 * 0,0006 mol = 0,0003 mol sulfit. I den næste reagerer de i forholdet 1:1, så der forbruges yderligere 0,0006 mol, osv.


Svar #10
20. september 2014 af EnStuderende

Arh :-) Tak skal du have. Jeg tænkte lidt på, om det var sådan jeg skulle gøre det, men jeg blev i tvivl, om jeg overhovedet må tage reaktionsligningerne, jeg har afstemt for hvert forsøg, i brug... 

Men jeg skal altså tage hensyn til koefficienterne gennem forsøgene? For så er det vel forkert at sige 3 * 0,125 = 0,375, dvs. der er nok (det ligger inden for de 0,4)?


Svar #11
20. september 2014 af EnStuderende

Liget et spørgsmål mere :-)

Da jeg skulle beregne, om der var nok sulfitioner til første forsøg, har jeg så gjort det korrekt ved at finde stofmængden for NaHSO3 (0,00048 mol) og så sige forholdet mellem de to er (0,00048/0,00006 = 8) 1:8, hvilket holder sig inden for grænsen på 2:5?

Eller vent... det kan jeg jo så ikke rbruge til noget, da jeg skal regne videre på i de næste forsøg? Eller hvad?


Svar #12
20. september 2014 af EnStuderende

Sorry, jeg glemte vist et 0. Der er 0,00006 mol kaliumpermanganat, dvs. der skal være mindt 0,00015 mol sulfit.

I de næste to forsøg reagerer de 1:1, så der er vel bare 0,00006 * 2 + 0,0003 = 0,00015 mol.

Men så er der jo kun lige præcis nok mol sulfit til at gennemføre forsøgene og få den farveløse farve? I opgaven lyder det som om, der er "rigeligt" i overskud?


Svar #13
20. september 2014 af EnStuderende

Nårh! Jeg tror, jeg forstår nu. Jeg er blevet meget forvirret over denne opgave.

Der bliver brugt 0,00015 mol sulfit i alt (det kan man se, da de reagerer 2:5 og vi kender stofmængden for permanganaten)... hvis man går igennem alle forsøgene og ser på, hvordan de reagerer, ender det ud i samme resultat som de 2:5.

Stofmængden af sulfit kan man så beregne fra stofmængden af NaHSO3, som er på 0,00048 mol. Dvs. der er rigeligt med sulfit i overskud (0,00048 - 0,00015 = 0,00033 mol i overskud). 

Har jeg ret? Eller er det egentlig ikke den aktuelle stofmængde for sulfit jeg skal finde ud fra stofmængden af NaHSO3? Men ellers, har jeg så forstået det rigtigt?


Brugbart svar (1)

Svar #14
21. september 2014 af Heptan

Det er godt at læse #13, for jeg tror du har styr på det nu ;D

Stofmængden af NaHSO3 i pulveret er identisk med stofmængden af sulfit i opløsningen.

Hvis de reagerer i forholdet 2:5 og hvis stofmængden af permanganat er 0,00006 mol, så bliver der omdannet 0,00015 mol sulfit, og resten er i overskud.


Brugbart svar (0)

Svar #15
21. september 2014 af Heptan

Bemærk at #3 forudsætter at reaktionen er sur.

Forsøget, som foregår i tre trin er først basisk, derefter neutral, derefter sur.


Svar #16
26. september 2014 af EnStuderende

Mange gange tak for hjælpen :-) Og ja, den er sur, men det stod også i min opgave.


Skriv et svar til: "Kort" spørgsmål. Er der nok sulfitioner til alle 3 forsøg?

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.