Câu hỏi:

Để tính hằng số cân bằng $K_C$, ta cần xác định nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng. * Tính số mol ban đầu của $Ag^+$ và $Fe^{2+}$: * $n_{AgNO_3} = 0.20 M * 0.100 L = 0.02 mol$ * $n_{Fe(NO_3)_2} = 0.20 M * 0.100 L = 0.02 mol$ * Tính nồng độ ban đầu của $Ag^+$ và $Fe^{2+}$ trong hỗn hợp: * Thể tích tổng cộng: $100 mL + 100 mL = 200 mL = 0.2 L$ * $[Ag^+]_0 = \frac{0.02 mol}{0.2 L} = 0.1 M$ * $[Fe^{2+}]_0 = \frac{0.02 mol}{0.2 L} = 0.1 M$ * Phản ứng chuẩn độ $Fe^{2+}$ dư bằng $KMnO_4$: * Thể tích $KMnO_4$ trung bình: $V_{KMnO_4} = \frac{16.70 + 16.80 + 16.90}{3} = 16.80 mL = 0.0168 L$ * Số mol $KMnO_4$: $n_{KMnO_4} = 0.020 M * 0.0168 L = 0.000336 mol$ * Phản ứng chuẩn độ: $5Fe^{2+} + MnO_4^- + 8H^+ \rightarrow 5Fe^{3+} + Mn^{2+} + 4H_2O$ * Số mol $Fe^{2+}$ trong 20 mL dung dịch: $n_{Fe^{2+}} = 5 * n_{KMnO_4} = 5 * 0.000336 mol = 0.00168 mol$ * Số mol $Fe^{2+}$ trong 200 mL dung dịch: $n_{Fe^{2+}} = 0.00168 mol * \frac{200 mL}{20 mL} = 0.0168 mol$ * Tính nồng độ $Fe^{2+}$ còn lại ở trạng thái cân bằng: $[Fe^{2+}]_{cb} = \frac{0.0168 mol}{0.2 L} = 0.084 M$ * Tính lượng $Fe^{2+}$ đã phản ứng: $0.1 M - 0.084 M = 0.016 M$ * Vì phản ứng $Fe^{2+}(aq) + Ag^+(aq) \rightleftharpoons Fe^{3+}(aq) + Ag(s)$ có tỉ lệ mol 1:1, nên $[Fe^{3+}]_{cb} = [Ag^+]_{pu} = 0.016 M$ * Nồng độ $Ag^+$ còn lại ở trạng thái cân bằng: $[Ag^+]_{cb} = 0.1 M - 0.016 M = 0.084 M$ * Hằng số cân bằng: $K_C = \frac{[Fe^{3+}]}{[Fe^{2+}][Ag^+]} = \frac{0.016}{0.084 * 0.084} = 2.267 \approx 2.27