Muối Mohr ((NH4)2Fe(SO4)2.6H2O) thường dùng làm chất chuẩn gốc trong phương pháp chuẩn độ oxi hoá – khử

Muối Mohr ((NH4)2Fe(SO4)2.6H2O) thường dùng làm chất chuẩn gốc trong phương pháp chuẩn độ oxi hoá – khử. Tuy nhiên nếu để lâu, muối Mohr bị biến đổi nên việc xác định hàm lượng các chất dựa trên muối Mohr không còn chính xác nữa. Trong một nghiên cứu đánh giá độ ổn định của hóa chất, một nhóm học sinh tiến hành khảo sát sự oxi hóa của Fe2+ trong dung dịch muối Mohr Nhóm nghiên cứu đặt giả thuyết: “Khi để lâu trong không khí, một phần ion Fe2+ trong dung dịch muối Mohr sẽ bị oxi hóa chậm thành Fe3+, làm giảm nồng độ Fe2+”. Để kiểm chứng, nhóm nghiên cứu cho một lượng muối Mohr tinh khiết vào cốc thủy tinh, thêm khoảng 10 mL dung dịch H2SO4 và khoảng 100 mL nước cất, khuấy đều cho muối hòa tan hết. Sau đó chuyển dung dịch vào bình định mức X có thể tích 250,0 mL, rồi thêm nước cất đến vạch, lắc đều dung dịch, không đậy nắp bình X.
Ngay sau khi pha: Lấy 10,00 mL dung dịch trong bình X cho vào bình tam giác, thêm 5 mL dung dịch H2SO4 2 M. Chuẩn độ bằng dung dịch KMnO4 2,00E-2 M đến khi dung dịch xuất hiện màu hồng nhạt bền trong 20 giây. Thể tích KMnO4 tiêu tốn trung bình sau 3 lần chuẩn độ là 9,80 mL.
Sau 5 ngày: Lặp lại quy trình chuẩn độ tương tự với 10,00 mL dung dịch trong bình X. Thể tích KMnO4 tiêu tốn trung bình sau 3 lần chuẩn độ là 8,95 mL.
Sự thay đổi nồng độ ion Fe2+ (q%) được tính theo công thức: q = (C1 – C2)/C1
Trong đó, C1 và C2 lần lượt là nồng độ ion Fe2+ trong dung dịch X lúc mới pha và sau 5 ngày. Giả thiết trong suốt quá trình lưu giữ, thể tích dung dịch trong bình X không thay đổi do bay hơi.
a) Để tạo môi trường acid cho phản ứng chuẩn độ ở trên, hoàn toàn có thể thay thế dung dịch H2SO4 bằng dung dịch HNO3 có cùng nồng độ.
b) Nồng độ mol/L của ion Fe2+ trong dung dịch ở bình X sau 5 ngày lưu giữ ngoài không khí là 0,0895 M.
c) Từ sự giảm thể tích dung dịch KMnO4 tiêu tốn ở ngày thứ năm so với ngày thứ nhất, tính được hàm lượng Fe2+ đã hao hụt là 8,67% (kết quả đã được làm tròn đến hàng phần trăm), qua đó chứng minh giả thuyết ban đầu của nhóm nghiên cứu là đúng.
d) Trong quá trình chuẩn độ, người làm thí nghiệm phải nhỏ thêm vài giọt chất chỉ thị phenolphthalein vào bình tam giác để xác định chính xác điểm tương đương.