Đề bài
Theo Quy chuẩn Việt Nam về nước sinh hoạt (QCVN 01-1-2018/BYT):
Tổng nồng độ ion iron (sắt) trong nước uống: ≤ 0,3 mg/L
Tổng nồng độ ion iron (sắt) trong nước sinh hoạt (tắm, giặt, rửa): ≤ 0,5 mg/L
Nước suối ở những vùng nằm trên nền địa chất có nhiều quặng sắt thường có nồng độ ion sắt rất cao.
Chuẩn độ 20 mL một mẫu nước suối (ở Tây Ban Nha), bằng dung dịch $KMnO_{4}$ 0,01M trong môi trường $H_{2}SO_{4}$ đến khi dung dịch chuyển sang màu hồng (bền trong 20 giây) thì thể tích dung dịch $KMnO_{4}$ đã dùng là 4 mL. Hỏi nồng độ $Fe^{2 +}$ (mg/L) trong mẫu nước suối đã này vượt gấp bao nhiêu lần so với tổng nồng độ ion sắt tối đa cho phép đối với nước sinh hoạt theo quy chuẩn của Bộ Y tế Việt Nam? (Làm tròn số đến hàng đơn vị)
Phương pháp giải
Viết phản ứng chuẩn độ.
Tính số mol $F{{e}^{2+}}$ trong 20ml mẫu, từ đó tính số mol $F{{e}^{2+}}$ trong 1L mẫu.
Tính được nồng độ sắt trong 1L mẫu và so sánh với mức tối đa cho phép
Lời giải chi tiết
Phản ứng chuẩn độ: $5F{{e}^{2+}}+8{{H}^{+}}+MnO_{4}^{-}\to 5F{{e}^{3+}}+M{{n}^{2+}}+4{{H}_{2}}O$
Số mol $F{{e}^{2+}}$ trong 20 mL mẫu = $5{{n}_{Mn{{O}_{4}}^{-}}}=5.4.0,01=0,2mmol$
Số mol $F{{e}^{2+}}$ trong 1 L mẫu là: $\frac{0,2.1000}{20}=10$mmol
Khi đó, nồng độ sắt trong 1L mẫu là: $\frac{10.56}{1}=560\text{ }mg/L$
Do vậy, nồng độ sắt nhiều gấp $\frac{560\text{ }}{0,5}=1120$lần mức tối đa cho phép đối với nước sinh hoạt.