Calcoli con gli equivalenti
Esercizio svolto sul calcolo con gli equivalenti
Calcolare i grammi di solfato ferroso FeSO4 che reagiscono con 50 mL di una soluzione 0,5 N di permanganato di potassio KMnO4 secondo la reazione (non bilanciata):
KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 ⇄ K2SO4 + Fe2(SO4)3 + MnSO4 + H2O
Svolgimento dell'esercizio
La normalità (N) di una soluzione viene calcolata dal rapporto tra il numero di equivalenti di soluto (neq) e il volume in litri della soluzione (Vsoluzione):
ovvero
Applicando la formula inversa, determiniamo il numero di equivalenti di KMnO4:
neq (KMnO4) = N · Vsoluzione = 0,5 eq/L · 0,050 L = 0,025 eq
0,025 eq di KMnO4 reagiscono con 0,025 eq di FeSO4.
Per determinare a quanti grammi corrispondono 0,025 eq di FeSO4, bisogna applicare la seguente formula:
mg = neq · meq
Nel caso di una reazione redox (ed è il nostro caso) è possibile determinare la massa equivalente meq di una sostanza facendo il rapporto tra la massa molare Mm della sostanza che si riduce (o si ossida) e il numero di elettroni acquistati (o persi).
Nella semireazione:
Fe2+ ⇄ Fe3+ + e−
FeSO4 perde un elettrone, pertanto:
ne- = 1
Siccome Mm (FeSO4) = 151,90 g/mol, risulta:
meq = 151,90 / 1 = 151,90 g/eq
Determinaimo infine la massa in grammi mg di FeSO4:
mg = neq · meq = 0,025 eq · 151,90 g/eq = 3,8 g
Quindi la massa in grammi di FeSO4 che reagisce con i 50 mL della soluzione 0,5 N di KMnO4 è pari a 3,8 g.
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