Đề bài
Mùn là loại vật chất hữu cơ phức tạp trong đất, độ màu mỡ của đất phụ thuộc vào hàm lượng mùn trong đất. Xác định carbon trong đất để tính hàm lượng mùn trong đất theo phương pháp Tiurin như sau:
Bước 1: Cân 0,35 gam một mẫu đất khô rồi cho phản ứng với 11,7 mL dung dịch $K_{2}Cr_{2}O_{7}$ 0,1 M trong H2SO4 loãng, dư, đun nóng (cho biết có 90% lượng carbon đã bị oxi hóa ở phản ứng này) thu được dung dịch X, sơ đồ phản ứng xảy ra như sau:
$\left. K_{2}Cr_{2}O_{7} + C + H_{2}SO_{4}\rightarrow K_{2}SO_{4} + Cr_{2}\left( {SO_{4}} \right)_{3} + CO_{2} + H_{2}O~(1) \right.$
Bước 2: Chuẩn độ dung dịch X thu được ở bước 1 bằng dung dịch $FeSO_{4}$ 0,1221 M trong $H_{2}SO_{4}$ loãng với chất chỉ thị thích hợp (cho biết phản ứng xảy ra hoàn toàn) thì dùng hết 18,7 mL, sơ đồ phản ứng xảy ra như sau:
$\left. K_{2}Cr_{2}O_{7} + FeSO_{4} + H_{2}SO_{4}\rightarrow Fe_{2}\left( {SO_{4}} \right)_{3} + Cr_{2}\left( {SO_{4}} \right)_{3} + K_{2}SO_{4} + H_{2}O~(2) \right.$
Theo phương pháp Tiurin, khối lượng mùn trong đất bằng khối lượng carbon trong đất nhân với hệ số 1,724 và từ đó xác định được hàm lượng mùn trong đất là a% khối lượng. Giá trị của a bằng bao nhiêu? (Không làm tròn khi tính toán và kết quả cuối cùng làm tròn đến hàng phần mười).
Phương pháp giải
Viết PTHH xảy ra.
Tính toán theo PTHH, tính được khối lượng C.
Từ đó tính được khối lượng mùn cưa.
Lời giải chi tiết
PTHH:
\[2{{K}_{2}}C{{r}_{2}}{{O}_{7}}+3C+8{{H}_{2}}S{{O}_{4}}\to 2{{K}_{2}}S{{O}_{4}}+2C{{r}_{2}}{{\left( S{{O}_{4}} \right)}_{3}}+3C{{O}_{2}}+8{{H}_{2}}O\](1)
\[{{K}_{2}}C{{r}_{2}}{{O}_{7}}+6FeS{{O}_{4}}+7{{H}_{2}}S{{O}_{4}}\to 3F{{e}_{2}}{{\left( S{{O}_{4}} \right)}_{3}}+C{{r}_{2}}{{\left( S{{O}_{4}} \right)}_{3}}+{{K}_{2}}S{{O}_{4}}+7{{H}_{2}}O\] (2)
Ta có: ${{n}_{{{\text{K}}_{2}}C{{r}_{2}}{{O}_{7}}}}={{0,1.11,7.10}^{-3}}={{1,17.10}^{-3}}\text{mol}$
${{n}_{\text{FeS}{{\text{O}}_{4}}}}={{0,1221.18,7.10}^{-3}}=2,28427~{{.10}^{-3}}\,\,\text{mol}$
${{n}_{\text{C}{{\text{r}}_{2}}O_{7}^{2-}}}$ dư $=\frac{2,28427~}{6}~{{.10}^{-3}}\text{mol}$
${{n}_{\text{C}{{\text{r}}_{2}}\text{O}_{7}^{2-}\text{ }}}$phản ứng với C$={{1,17.10}^{-3}}-\frac{2,28427~}{6}{{.10}^{-3}}={{0,78929.10}^{-3}}~\text{mol}$
${{n}_{C(\text{ox}h)}}=\frac{3}{2}{{.0,78929.10}^{-3}}={{1,184.10}^{-3}}~\text{mol}$
Do hiệu suất phản ứng là 90% nên: $n{{C}_{tt}}=\frac{{{1,184.10}^{-3}}}{0,90}={{1,3156.10}^{-3}}~\text{mol}$
Khối lượng C là: ${{m}_{C}}={{1,3156.10}^{-3}}.12=0,01579~\text{g}$
$\Rightarrow {{m}_{\text{m }\!\!\grave{\mathrm{u}}\!\!\text{ n }}}=0,01579.1,724=0,02721~\text{g}$
$a=\frac{0,02721}{0,35}.100%=7,774%$