酸化と還元（計算）

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問題

ある濃度の硫酸鉄（�U）の水溶液40.0mlに、硫酸酸性水溶液のもとで0.20 mol/Lの過マンガン酸カリウム水溶液を滴下したところ、滴下量が20.0 mlをこえると溶液の色が赤紫色になった。この硫酸鉄（�U）水溶液の濃度は何mol/Lか。ただし、次の酸化剤・還元剤の反応を用いよ。

MnO4- + 8H+ + 5e- ⇒ Mn2+ + 4H2O		・・・�@
Fe2+ ⇒ Fe3+ + e-		・・・�A

反応したKMnO4は

-3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000 ×

-3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000 ――― -3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000

-3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000 = -3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000 × 10

�@式に要するe-は

-3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000   -3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000 × 10　　　　　× -3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000

-3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000 = -3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000 × 10

求める濃度をx (mol/L)とすると、

FeSO4は

-3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000 ×

-3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000 ―――― -3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000

-3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000  = -3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000 × 10　　　　 -3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000

�A式に要するe-の量は

-3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000 -3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000 × 10　　　　　 -3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000 × -3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000 =

-3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000   -3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000 × 10　　　　　 -3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000

�@式と�A式に要するe-の量は等しいから

-3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000 -3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000 × 10	-3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000  = -3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000 × 10　　　　　 -3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000
x = -3 -2 x 0.20 0.50 1 2.0 4.0 5 20.0 40.0 1000 (mol/L)

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結果: