Matura Maj 2017, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 27. (3 pkt)
Oznaczanie zawartości fenolu w ściekach przemysłowych możne przebiegać w kilku etapach
opisanych poniżej.
Etap I: Otrzymywanie bromu.
Etap II: Bromowanie fenolu.
Etap III: Wydzielanie jodu.
Etap IV: Miareczkowanie jodu.
27.1. (0–1)
Podczas etapu I (oznaczania zawartości fenolu) zachodzi reakcja jonów bromkowych z jonami bromianowymi(V) – BrO−3 – w roztworze o odczynie kwasowym. Produktami tej przemiany są brom i woda.
Napisz w formie jonowej, z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równanie reakcji redukcji i równanie reakcji utleniania zachodzących podczas opisanego procesu (etapu I). Uwzględnij środowisko reakcji.
Równanie reakcji redukcji:
Równanie reakcji utleniania:
27.2. (0–2)
Gdy do zakwaszonego roztworu fenolu zawierającego nadmiar jonów bromkowych wprowadzi się bromian(V) potasu w nadmiarze w stosunku do fenolu, to wytworzony brom (w ilości równoważnej do bromianu(V) potasu) reaguje z fenolem zgodnie z równaniem (etap II):
Następnie do powstałej mieszaniny dodaje się jodek potasu. Brom, który nie został zużyty w reakcji bromowania, powoduje wydzielenie równoważnej ilości jodu (etap III):
2I− + Br2 → 2Br− + I2
Podczas kolejnego etapu (etapu IV) jod miareczkuje się wodnym roztworem tiosiarczanu sodu (Na2S2O3), co można zilustrować równaniem:
2S2O2−3 + I2 → S4O2−6 + 2I−
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna – Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa, Warszawa 2012.
Oblicz stężenie molowe fenolu w próbce ścieków o objętości 100,0 cm3, jeżeli wiadomo, że w etapie I oznaczania zawartości fenolu powstało 0,256 grama bromu oraz że podczas etapu IV oznaczania tego związku na zmiareczkowanie jodu zużyto 14,00 cm3 roztworu tiosiarczanu sodu o stężeniu 0,100 mol · dm–3.
