Trong thực tế muối Mohr được tạo thành từ hỗn hợp cùng số mol FeSO4.7H2O và (NH4)2SO4 khan theo phương trình hóa học sau: FeSO4.7H2O + (NH4)2SO4 → (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O + H2O.
Để xác định hàm lượng Fe2+ trong một lọ muối Mohr người ta tiến hành thí nghiệm như sau:
– Cân 5,00 gam muối Mohr rồi hoà tan vào nước, thêm tiếp 5 mL dung dịch H2SO4 20% rồi cho nước cất vào để được 100 mL dung dịch (kí hiệu là dung dịch X).
– Lấy 10 mL dung dịch X đem chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn KMnO4 0,02 M. Thể tích trung bình của dung dịch KMnO4 sau 3 lần chuẩn độ là 10 mL.
a) Thời điểm kết thúc chuẩn độ là lúc dung dịch xuất hiện màu hồng tồn tại bền trong khoảng 20 giây.
b) Từ m gam muối FeSO4.7H2O sẽ tạo thành được dung dịch muối Mohr bão hòa ở 80⁰C, sau khi làm nguội dung dịch này xuống 20⁰C để thu được 160 gam muối Mohr tinh thể và dung dịch bão hòa. Giả thiết trong quá trình kết tinh nước bay hơi không đáng kể. Cho độ tan của muối Mohr ở 20⁰C là 26,9 gam/100 gam H2O và ở 80⁰C là 73,0 gam/100 gam H2O. Sau khi tính toán, người ta tìm được m có giá trị là 179,68. (kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn đến hàng phần trăm)
c) Hàm lượng Fe2+ trong mẫu muối Mohr đem phân tích ở trên là 1,12%.
d) Khi hòa tan vào nước, muối Mohr sẽ tạo ra môi trường acid.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Đúng, khi Fe2+ hết thì một lượng nhỏ KMnO4 dư làm dung dịch có màu hồng bền là lúc kết thúc chuẩn độ.
(b) Đúng
Coi FeSO4.(NH4)2SO4.6H2O là chất tan:
Dung dịch muối Mohr bão hòa 80°C có khối lượng x gam.
mFeSO4.(NH4)2SO4.6H2O = 73x/173
Sau khi làm lạnh thì mdd còn lại = x – 160
—> 73x/173 = 160 + (x – 160).26,9/126,9
—> x = 600,434
—> mFeSO4.7H2O = 278.(73x/173)/392 = 179,68
Nếu coi FeSO4.(NH4)2SO4 là chất tan sẽ cho kết quả tương tự, bấm đây để xem giải.
(c) Sai
Phản ứng chuẩn độ:
5Fe2+ + MnO4- + 8H+ —> 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
nFe2+ (10 mL X) = 5nMnO4- = 5.0,02.10 = 1 mmol
—> nFe2+ (5,00 gam muối Mohr) = nFe2+ (100 mL X) = 10 mmol = 0,01 mol
—> %Fe2+ = 0,01.56/5,00 = 11,2%
(d) Đúng, các ion NH4+, Fe2+ bị thủy phân tạo môi trường acid:
NH4+ ⇋ NH3 + H+
Fe2+ + 2H2O ⇋ Fe(OH)2 + 2H+
