Witaj :)
Pierwsze od czego zaczniemy rozwiązywanie zadania to przeliczenie miana roztworu KMnO₄ na stężenie molowe. Wzór na miano roztworu wygląda następująco:
[tex]\huge \boxed{T=\frac{C_M\cdot M}{1000} }[/tex]
Gdzie:
[tex]T\ - \ miano\ roztworu\ [g/cm^3]\\C_M\ - \ stezenie\ molowe\ [mol/dm^3]\\M\ -\ masa\ molowa\ [g/mol]\\1000\ - \ przelicznik\ dm^3\ na\ cm^3[/tex]
Przekształcamy powyższy wzór:
[tex]\huge \boxed{T=\frac{C_M\cdot M}{1000} \implies C_M=\frac{T\cdot 1000}{M} }[/tex]
Wypiszmy dane:
[tex]T=3,9\cdot 10^{-3}\ g/mol\\M=158g/mol\ (masa\ molowa\ KMnO_4)[/tex]
Podstawmy pod wzór:
[tex]\Large \boxed{C_M=\frac{3,95\cdot 10^{-3}g/cm^3\cdot 1000}{158g/mol}=0,025mol/dm^3}}[/tex]
Teraz musimy zapisać równanie reakcji utleniania jonów azotanowych(III) do jonów azotanowych(V) za pomocą KMnO₄ w środowisku kwasowym:
[tex]2MnO_4^-+5NO_2^-+6H_3O^{+}\rightarrow 2Mn^{2+}+5NO_3^-+9H_2O[/tex]
Z reakcji widzimy, że 2 mole jonów manganianowych(VII) reaguje z 5 molami jonów azotanowych(III). Możemy zapisać wyrażenie na ilość jonów azotanowych(III):
[tex]\huge \boxed{n_{NO_2^-}\cdot 2=C_{KMnO_4}\cdot V_{KMnO_4}\cdot 5}[/tex]
skąd w tym wzorze wzięły się liczby 2 oraz 5. Są to współczynniki stechiometryczne (liczby moli) wpisane "na krzyż", tzn. przy jonie azotanowym(III) mamy współczynnik 5, to my wpisujemy go we wzorze przy KMnO₄, i odwrotnie. Wypiszmy dane:
[tex]C_{KMnO_4}=0,025mol/dm^3\\V_{KMnO_4}=20cm^3=0,02dm^3[/tex]
Podstawiamy pod powyższy wzór:
[tex]n_{NO_2^-}\cdot 2=0,025mol/dm^3\cdot 0,02dm^3\cdot 5\\\\n_{NO_2^-}=\frac{0,025mol/dm^3\cdot 0,02dm^3\cdot 5}{2} \\\\n_{NO_2^-}=0,00125mol=\boxed{1,25\cdot 10^{-3}mol}[/tex]
ODP.: Próbka zawiera 1,25·10⁻³mol jonów azotanowych(III).
