Odpowiedź "0,0560 g" jest poprawna, ponieważ została uzyskana na podstawie precyzyjnych obliczeń związanych z miareczkowaniem roztworu. W procesie tym zużyto 10 cm³ roztworu KMnO4 o stężeniu 0,02 mol/dm³. Obliczając liczbę moli KMnO4, otrzymujemy 0,0002 mola, co wynika z równania: n = C * V, gdzie C to stężenie, a V to objętość w dm³. Reakcji miareczkowania towarzyszy stechiometria, w której 1 mol KMnO4 reaguje z 5 molami Fe2+. Zatem liczba moli Fe2+ wynosi 0,001 mola. Aby obliczyć masę jonów żelaza, stosujemy wzór: m = n * M, gdzie M to masa molowa żelaza wynosząca 56 g/mol. W rezultacie: 0,001 mol * 56 g/mol = 0,056 g. Tego rodzaju obliczenia są kluczowe w chemii analitycznej i w laboratoriach, gdzie precyzyjne pomiary i obliczenia są niezbędne w analizie jakościowej i ilościowej substancji chemicznych, a także w kontrolach jakości produktów chemicznych. Stosowanie metody miareczkowania jest jedną z podstawowych technik analitycznych, która zapewnia wiarygodne wyniki, pod warunkiem, że wszystkie obliczenia są prawidłowo przeprowadzone.
Wybór odpowiedzi, która nie jest poprawna, często wynika z nieprawidłowego oszacowania ilości moli reagujących substancji. W przypadku tego pytania, można zauważyć, że wiele osób może pomylić się w konwersji jednostek lub w obliczeniach stechiometrycznych. Na przykład, mogą oni zignorować fakt, że reagujący KMnO4 wymaga zastosowania odpowiedniego współczynnika stechiometrycznego, który w tym przypadku wynosi 5:1 dla reakcji z jonami żelaza. Zamiast poprawnie obliczyć ilość moli Fe2+, mogą przyjąć błędne założenia dotyczące stosunku molowego substancji, co prowadzi do błędnych wyników. Często popełnianym błędem jest również niewłaściwe przeliczenie jednostek: na przykład, zapominając przeliczyć objętość roztworu z cm³ na dm³, co wprowadza dodatkowe błędy w obliczeniach. Ponadto, pomieszanie masy molowej z masą substancji również powoduje nieporozumienia. Kluczowe jest zrozumienie, że miareczkowanie jest procesem, który opiera się na precyzyjnym pomiarze i matematycznym modelowaniu reakcji chemicznych, a nie na intuicyjnych oszacowaniach. Z tego powodu ważne jest, aby zawsze dokładnie sprawdzać swoje obliczenia i rozumieć zasady rządzące reakcjami chemicznymi, aby unikać nieporozumień i błędnych wniosków.
