Trong phòng thí nghiệm, để xác định nồng độ của một dung dịch KMnO4 được pha sẵn, người ta sử dụng phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử với chất chuẩn là H2C2O4 0,1M. Phản ứng chuẩn độ diễn ra theo sơ đồ sau:
H2C2O4 + KMnO4 + H2SO4 → CO2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O (1)
Quy trình tiến hành chuẩn độ: Dùng pipette lấy 10,0 mL dung dịch H2C2O4 0,1 M cho vào bình tam giác, thêm khoảng 10,0 mL dung dịch H2SO4 2M, đun nóng trên bếp điện đến 70 – 80°C (không đụn sôi). Cho đầy dung dịch KMnO4 cần xác định nồng độ (được pha sẵn) vào burete và điều chỉnh đến vạch số 0. Nhỏ từng giọt dung dịch KMnO4 cần xác định ở trên vào bình tam giác đựng dung dịch H2C2O4 đã acid hóa, lắc đều dung dịch tới khi có màu hồng nhạt bền khoảng 20 giây. Đọc và ghi lại thể tích KMnO4 trên burette.
a) Giải thích tại sao quy trình chuẩn độ trên không cần sử dụng chất chỉ thị để xác định điểm tương đương?
b) Phép chuẩn độ được tiến hành 3 lần và thể tích dung dịch KMnO4 đã sử dụng được ghi lại trong bảng dưới đây. Cân bằng PTHH của phản ứng (1) và tính nồng độ của dung dịch KMnO4 được pha sẵn (bỏ qua sai số chuẩn độ).
Thí nghiệm …. Vdd (KMnO4) (mL)
Lần 1…………………13,2
Lần 2…………………13,3
Lần 3………………… 13,2
c) Vai trò của dung dịch H2SO4 trong phép chuẩn độ là tạo môi trường acid cho phản ứng oxi hóa – khử. Có thể thay dung dịch H2SO4 trong trường hợp này bằng acid HCl được không? Tại sao?
d) Cho một số dụng cụ chính sử dụng cho phép chuẩn độ bao gồm bình tam giác (bình chia độ), bình định mức, pipette và burette đều mới chỉ được tráng rửa bằng nước máy. Trước khi sử dụng cần tráng rửa lại các dụng cụ này. Hãy trình bày ngắn gọn cách tráng rửa các dụng cụ đó (chỉ cần nếu tráng rửa bằng gì và thứ tự tráng rửa đối với từng dụng cụ).
Câu trả lời tốt nhất
(a) Do dung dịch KMnO4 có màu tím nên không cần sử dụng chất chỉ thị để xác định điểm tương đương (khi màu tím biến mất là tới điểm tương đương).
(b) 5H2C2O4 + 3H2SO4 + 2KMnO4 —> 10CO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
VddKMnO4 trung bình = 13,233 mL
10.0,1.2 = 13,233.C.5 —> C = 0,03M
(c) Không thể thay H2SO4 bằng HCl vì Cl- có tính khử sẽ gây ra sai số do phản ứng:
2KMnO4 + 16HCl —> 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
(d) Tất cả dụng cụ chính đều rửa bằng nước cất trước, sau đó:
+ Tráng pipette bằng dung dịch H2C2O4 0,1M.
+ Tráng burete bằng dung dịch KMnO4 được pha sẵn ở trên.