Titrering av jerntabletter med kaliumpermanganat

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Jern er et viktig mineral som må tilføres kroppen via kostholdet. Jernmangel er ikke uvanlig og kan gjøre at man blir trøtt, svimmel og tungpustet. Behandling med jerntabletter gir ofte rask bedring.

En type jerntabletter inneholder jern(II)sulfat, $F e S O_{4}$ , tilsvarende 25 mg jern per tablett. En kjemielev undersøkte om innholdet i jerntablettene stemmer med det som er oppgitt på pakningen. Eleven brukte titrering med kaliumpermanganat til denne analysen. I surt miljø reagerer $F e^{2 +}$ -ioner og kaliumpermanganat, $K M n O_{4}$ , på følgende måte:

M n O_{4}^{-} (a q) + 5 F e^{2 +} (a q) + 8 H^{+} (a q) \to M n^{2 +} (a q) + 5 F e^{3 +} (a q) + 4 H_{2} O (l)

På laboratoriet gikk eleven fram slik:

Tabletten ble knust i en morter og overført til et begerglass.
Eleven tilsatte litt vann til begerglasset for å løse opp innholdet, men ikke alt løste seg.
Begerglasset ble tilsatt litt 3 mol/L sterk syre.
Byretten ble skylt med vann før den ble fylt opp til merket med $0,0100 m o l / L$ , $K M n O_{4} (a q)$ .
Volumet av $K M n O_{4}$ som ble tilsatt for å oppnå fargeendring, ble notert i tabell &tbl:kjemi2-v26-2-8-tabell-3.
Det ble gjennomført tre titreringer og analysert én tablett per titrering.

Table: Forbruk av $K M n O_{4}$ {#tbl:kjemi2-v26-2-8-tabell-3}

Titrering	1	2	3
Forbruk $0,0100 m o l / L K M n O_{4}$ (mL)	$8,3$	$7,2$	$7$

Kalkulator

Bruk elevens data til å finne mengden av $F e^{2 +}$ -ioner i tabletten. Oppgi svaret i mg.

For hånd

Vurder om saltsyre, $H C l (a q)$ , er egnet å bruke som sterk syre i dette forsøket.

For hånd

i. Pek på to svakheter i elevens gjennomføring av analysen. ii. Foreslå to forbedringer av prosedyren.

Fasit

Med titrering 2 og 3: $m (F e^{2 +}) = 20 m g$ (med alle tre titreringene: $21 m g$ )

Saltsyre er uegnet fordi $M n O_{4}^{-}$ kan oksidere $C l^{-}$ til $C l_{2}$ , og da blir forbruket av permanganat for stort.

i. Byretten ble skylt med vann, og tabletten løste seg ikke helt. ii. Skyll byretten med $K M n O_{4}$ -løsning, og løs tabletten helt i fortynnet svovelsyre.

LøsningsforslagKI-generert

Titrering 1 skiller seg fra de to andre med over $1 m L$ . Den første titreringen er ofte en grovtitrering der man tilsetter for mye. Vi forkaster derfor titrering 1 og bruker gjennomsnittet av titrering 2 og 3:

V = \frac{7,2 m L + 7,0 m L}{2} = 7,1 m L

Stoffmengden permanganat:

n (M n O_{4}^{-}) = c \cdot V = 0,0100 m o l / L \cdot 7,1 \cdot 10^{- 3} L = 7,1 \cdot 10^{- 5} m o l = 0,071 m m o l

Ifølge reaksjonslikningen reagerer $1 m o l M n O_{4}^{-}$ med $5 m o l F e^{2 +}$ :

n (F e^{2 +}) = 5 \cdot 0,071 m m o l = 0,355 m m o l

Massen, med $M (Fe) = 55,85 g / m o l$ :

m (F e^{2 +}) = 0,355 m m o l \cdot 55,85 m g / m m o l = 19,8 m g \approx 20 m g

Bruker vi alle tre titreringene, blir gjennomsnittet $7,5 m L$ . Det gir $0,075 m m o l M n O_{4}^{-}$ , $0,375 m m o l F e^{2 +}$ og $m = 21 m g$ . Begge svarene er lavere enn de $25 m g$ som er oppgitt på pakningen.

Saltsyre er en sterk syre og gir det sure miljøet reaksjonen trenger. Men saltsyre inneholder også $C l^{-}$ -ioner. I spenningsrekka er

E^{\circ} (M n O_{4}^{-} / M n^{2 +}) = 1,51 V > E^{\circ} (C l_{2} / C l^{-}) = 1,36 V

Permanganat er altså et sterkt nok oksidasjonsmiddel til å oksidere kloridioner:

\begin{matrix} 2 M n O_{4}^{-} (a q) + 16 H^{+} (a q) + 10 C l^{-} (a q) \\ \to 2 M n^{2 +} (a q) + 5 C l_{2} (g) + 8 H_{2} O (l) \end{matrix}

Klor er igjen et sterkere oksidasjonsmiddel enn $F e^{3 +}$ ( $1,36 V > 0,77 V$ ), så $C l_{2}$ oksiderer $F e^{2 +}$ :

C l_{2} (a q) + 2 F e^{2 +} (a q) \to 2 C l^{-} (a q) + 2 F e^{3 +} (a q)

Da reagerer permanganat med noe annet enn jern, og en del klorgass kan forsvinne ut av løsningen. Forbruket av $K M n O_{4}$ blir usikkert og for stort, og jerninnholdet blir for høyt. Saltsyre er derfor uegnet. Svovelsyre er et bedre valg, fordi sulfationer ikke oksideres av permanganat.

i. Svakheter

Byretten ble skylt med vann og ikke med $K M n O_{4}$ -løsningen. Vannrester fortynner løsningen, så volumet som går med blir for stort.
Ikke alt innholdet i tabletten løste seg. $F e^{2 +}$ som ikke er løst, reagerer ikke, og jerninnholdet blir for lavt.

Andre svakheter er stor spredning i resultatene (titrering 1), at volumet i titrering 3 bare er avlest til hele mL, og at mengden syre ikke er oppgitt.

ii. Forbedringer

Skyll byretten med litt $K M n O_{4}$ -løsning før den fylles.
Løs tabletten helt i fortynnet svovelsyre, gjerne med oppvarming og omrøring.

I tillegg kan man gjøre flere paralleller til to–tre titreringer stemmer innen $0,1 m L$ , og lese av byretten med to desimaler.

Sensorveiledning

100 % for riktig beregning [ $21 m g$ / $20 m g$ ] med begrunnelse.
Delvis uttelling:
25 % for å finne stoffmengden av $K M n O_{4}$ [ $0,075 m m o l$ / $0,071 m m o l$ ] basert på tre/to paralleller.
25 % for finne stoffmengden av jern [ $0,375 m m o l$ / $0,355 m m o l$ ].

100 % for riktig vurdering [saltsyre er uegnet] med begrunnelse ut fra spenningsrekka. [ $K M n O_{4}$ vil oksidere $C l^{-}$ til $C l_{2}$ og $C l_{2}$ oksiderer $F e^{2 +}$ ].
Delvis uttelling:
25 % for argumenter for at $HCl$ er sterk syre og dermed gir surt miljø.
Inntil 50 % for å vurdere uønskede reaksjoner.

i) Inntil 50 % for å identifisere to åpenbare svakheter i analysen
ii) Inntil 50 % for å peke på to åpenbare forbedringer i prosedyren

Vedlegg

Vedleggene i oppgavesettet til Kjemi 2 V2026. De kunne brukes på hele eksamen, også del 1 (om hjelpemidlene).

Åpne på egen side: Tabeller og formler i kjemi

Oppgavedata

Hentet fra: Kjemi 2 V2026, del 2, oppgave 8
Del: Del 2, alle hjelpemidler — les om hjelpemidler
Hjelpemidler: Kalkulator
CAS
Graftegner og regneark
Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kategori: 2
Vanskegrad: 2
Temaer: Titrering, Redoksreaksjoner, Støkiometri, Usikkerhet og feilkilder

Titrering av jerntabletter med kaliumpermanganat

Innstillinger

Utseende

Oppgaver og visning

Utskrift

Synkronisering

Sync på tvers av enheter

Titrering av jerntabletter med kaliumpermanganat

Lov på eksamen

Kan den løses uten PC?

Forstå oppgaven med en KI

Tastatursnarveier

Navigasjon

I oppgave

Titrering av jerntabletter med kaliumpermanganat

Titrering av jerntabletter med kaliumpermanganat

Lov på eksamen

Kan den løses uten PC?

Temaer