Nhóm học sinh thực hiện STEM về chế tạo phân hữu cơ vi sinh (PVS) từ rác thải nhà bếp. Để xác định hàm lượng chất hữu cơ tổng số trong PVS thu được, nhóm đã áp dụng TCVN 9294 : 2012 theo phương pháp Walkley-Black: Oxi hóa carbon hữu cơ bằng dung dịch potassium dichromate (dư) trong môi trường sulfuric acid, sau đó chuẩn độ lượng dư dichromate bằng dung dịch Fe(II), từ đó suy ra hàm lượng carbon hữu cơ và hàm lượng chất hữu cơ tổng số (theo công thức chuyển đổi: % chất hữu cơ tổng số = % carbon hữu cơ × 2,2).
Nhóm tiến hành theo các bước sau:
• Bước 1: Cân 0,4 gam mẫu PVS, sấy khô được 0,3 gam, rồi cho phản ứng với 20,0 mL dung dịch K2Cr2O7 0,10M trong H2SO4 đặc, dư, đun nóng (cho biết có 75% lượng carbon đã bị oxi hóa ở phản ứng này) thu được dung dịch X, sơ đồ phản ứng xảy ra như sau:
K2Cr2O7 + C + H2SO4 → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + CO2 + H2O (1)
• Bước 2: Chuẩn độ dung dịch X thu được ở bước (1) bằng dung dịch FeSO4 0,1 M trong H2SO4 với chất chỉ thị thích hợp (cho biết phản ứng xảy ra hoàn toàn) thì dùng hết 10,5 mL, sơ đồ phản ứng xảy ra như sau:
K2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O (2)
Hàm lượng chất hữu cơ tổng số trong PVS là bao nhiêu phần trăm? (Kết quả làm tròn đến hàng phần mười, không làm tròn phép tính trung gian)
Câu trả lời tốt nhất
2K2Cr2O7 + 3C + 8H2SO4 → 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 3CO2 + 8H2O (1)
K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O (2)
(1)(2) —> nK2Cr2O7 = 2nC/3 + nFeSO4/6
nK2Cr2O7 = 2 mmol; nFeSO4 = 1,05 mmol
—> nC = 2,7375 mmol
—> nC trong mẫu = 2,7375/75% = 3,65 mmol
Hàm lượng chất hữu cơ tổng số = 2,2.3,65.12/(0,4.1000) = 24,1%