Bestimmung des Zinngehalts einer Bronzelegierung durch Titration mit einer Bromat - Maßlösung

Question

Hi ihr LIeben ich versteh nicht warum mein Ansatz bei folgender Aufgabe falsch ist.

Der Zinngehalt einer Bronzelegierung soll durch Titration mit einer Bromat-Maßlösung bestimmt werden wobei das Zinn(2) zu Zinn(4) umgewandelt wird. Hierzu werden 1,850 g der Legierung eingewogen, gelöst und in einem Maßkolben auf 200,0 ml aufgefüllt. Ein Aliquot von 20,0 ml wurde angesäuert und mit der 0,01 M Bromatlösung (f=1,036) titriert. Der Vebrauch an Maßlösung betrug 17,05 ml.

Stellen Sie eine Redoxgleichung auf und berechnen Sie unter Angabe des Lösungsweges den Massenanteil in %  an Zinn in der Bronzelegierung.

Meine Rechnung:

n( BrO3-)= cxfxV= 1,036x 0,01x 0,01705= 0,000176638 mol

Zinn wird ja oxidiert und Bromat zu Bromid reduziert oder?

Zn2+-> Zn4++2e- Oxidation

BrO3- -> Br- Reduktion

Redoxreaktion: BrO3- + Zn2+ -> Zn4+ + 2e- + Br-

darausfolgt n(BrO3-)=n(Zn)=0,000176638 mol

m(Zn)=nxM= 118,71 g/molxn= 0,020968 g

Massenanteil ist dann : 0,020968 g/1,850 g= 1,13%

das ist aber falsch das richtige Ergebnis soll 34,00% sein:( ich versteh einfach nicht was ich falsch mache

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Kann jemand bitte vielleicht helfen?

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Hat jemand vielleicht nur eine Idee

Answer 1

Hi, here chemweazle,

Der Zinngehalt einer Bronzelegierung soll durch Titration mit einer Bromat-Maßlösung bestimmt werden wobei das Zinn(2) zu Zinn(4) umgewandelt wird. Hierzu werden 1,850 g der Legierung eingewogen, gelöst und in einem Maßkolben auf 200,0 ml aufgefüllt. Ein Aliquot von 20,0 ml wurde angesäuert und mit der 0,01 M Bromatlösung (f=1,036) titriert. Der Vebrauch an Maßlösung betrug 17,05 ml.

Bromatometrie
(Bromatometrische Titration)

Während der Titration wird im Verlauf das Bromat in saurer Lösung durch den reduzierenden Analyten zu Bromid reduziert. Die Reduktion von Bromat zu Bromid geht bis zum Erreichen des Äquivalenzpunktes.

Titration

Br(V)O₃^(-) + 6 e^(-) + 6 H⁽⁺⁾ ⇒ Br^(-) + 3 H₂O

Endpunkterkennung

Ein Tropfen der Bromatlösung über der Äquivalentmenge sorgt durch die Komproportionierungs-Reaktion von Bromat mit den Bromidionen zur Entstehung von Brom, welches für eine Färbung( gelblich bis rotbraun) in der Lösung sorgt.
Komproportionierung von Bromat und Bromid zu Brom

Br(V)O₃^(-) + 5 Br^(-) + 6 H⁽⁺⁾ ⇒ 3 Br₂ + 6 H₂O

Stellen Sie eine Redoxgleichung auf und berechnen Sie unter Angabe des Lösungsweges den Massenanteil in %  an Zinn in der Bronzelegierung.

Br(V)O₃^(-) + 6 e^(-) + 6 H⁽⁺⁾ ⇒ Br^(-) + 3 H₂O

[Sn(II)(H₂O)₆]⁽²⁺⁾ ⇒ Sn(IV)O_2(s) + 2 e^(-) + 4 H⁽⁺⁾ + 4 H₂O | mal 3

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Br(V)O₃^(-) + 6 e^(-) + 6 H⁽⁺⁾ ⇒ Br^(-) + 3 H₂O

3 [Sn(II)(H₂O)₆]⁽²⁺⁾ ⇒ 3 Sn(IV)O_2(s) + 6 e^(-) + 12 H⁽⁺⁾ + 12 H₂O

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3 [Sn(II)(H₂O)₆]⁽²⁺⁾ + Br(V)O₃^(-) + 6 e^(-) + 6 H⁽⁺⁾ ⇒ Br^(-) + 3 Sn(IV)O_2(s) + 6 e^(-) + 12 H⁽⁺⁾ + 12 H₂O + 3 H₂O

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3 [Sn(II)(H₂O)₆]⁽²⁺⁾ + Br(V)O₃^(-) ⇒ Br^(-) + 3 Sn(IV)O_2(s) + 6 H⁽⁺⁾ + 15 H₂O

Das gelöste Zinn (II)-Salz, die Hexaaquazinn(II)-kationen, werden unter Abgabe von jeweils 2 Elektronen zu Zinndioxid(Sn(IV)O2), auch Zinnstein(Casiterit) genannt, oxidiert. Dieser fällt als in Säuren unlöslicher Niederschlag in Form farbloser Kristallkörner aus.

Titration

3 [Sn(II)(H₂O)₆]⁽²⁺⁾ + Br(V)O₃^(-) ⇒ Br^(-) + 3 Sn(IV)O_2(s) + 6 H⁽⁺⁾ + 15 H₂O

Die Stoffmengen an verbrauchten Zinn(II)-Salz und Bromationen verhalten sich wie die stöchiometrischen Koeffizienten, nähmlich 3/1.
Die Stoffmenge an verbrauchten Zinn(II) ist somit das 3-fache der verbrauchten Bromatmenge.

n(Sn(II)) / n(BrO₃^(-)) = 3 / 1

n(Sn(II)) = 3 n((BrO₃^(-)) = 3n(Bromat)

[BrO₃^(-)] = 0,01 M mal 1,036 = 0,01036 mol/l = 0,01036 mmol / ml

20ml Aliquot und 17,05 ml Verbrauch an Bromatlösung

n(Bromat) = [Bromat] * V(Bromat) = 0,01036 mmol/ml * 17,05 ml = 0,176638 mmol

n(Sn(II)) = 3n(Bromat) = 3*0,176638 mmol = 0,529914 mmol

M(Sn) = 118,71 g/mol
m(Sn) = 118,71 mg/mmol *0,529914 mmol = 62,90609094 mg, gerundet 62,9061 mg

In 20ml Aliquot sind (0,529914 mmol, 62,90609094 mg) an Zinn(II)-Salz enthalten.

Der Maßkolben hat 200ml Gesamtvolumen, in dem die ganze Probe( m= 1,850 g)  an Bronze gelöst vorlag.
Also befinden sich in dem Meßkolben und somit in der Probe der Bronzelegierung mit Masse von 1,850 g:

m(Sn)(Probe) = (m(Sn) / V(Aliquot)) * V(Meßkolben) = (62,90609094 mg) / 20 ml * 200 ml

m(Sn)(Probe) = 62,90609094 mg mal 10

m(Sn)(Probe) = 629,0609094 mg =  0,629061 g

Massenanteil der Zinnkomponente in der Bronzelegierung:
w(Sn) = m(Sn) / m(Bronze) = 0,629061 g / 1,850 g = 0,34 , entsprechend 34%

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Vielen Dank für die ausführliche Erklärung mal wieder super erklärt