Δr​H∘=−82.15 kJ/mol

Dấu âm cho thấy quá trình hòa tan CaCl2CaCl_2CaCl2​ là tỏa nhiệt.

a, Cân bằng phương trình phản ứng bằng phương pháp thăng bằng electron

Phương trình phản ứng:

CaC2O4+KMnO4+H2SO4→CaSO4+K2SO4+MnSO4+CO2↑+H2OCaC_2O_4 + KMnO_4 + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 + K_2SO_4 + MnSO_4 + CO_2 \uparrow + H_2OCaC2​O4​+KMnO4​+H2​SO4​→CaSO4​+K2​SO4​+MnSO4​+CO2​↑+H2​O

Xác định số oxi hóa

• Mn trong KMnO4KMnO_4KMnO4​: Mn có số oxi hóa +7 → Mn trong MnSO₄ có số oxi hóa +2 (giảm → quá trình khử).
• C trong CaC2O4CaC_2O_4CaC2​O4​: C có số oxi hóa +3 → C trong CO2CO_2CO2​ có số oxi hóa +4 (tăng → quá trình oxi hóa).

Viết quá trình oxi hóa và khử

Quá trình oxi hóa (C trong C2O42−C_2O_4^{2-}C2​O42−​):

C2O42−→2CO2+2e−C_2O_4^{2-} \rightarrow 2CO_2 + 2e^-C2​O42−​→2CO2​+2e−

(2 nguyên tử C, mỗi nguyên tử mất 1e⁻ → tổng 2e⁻).

Quá trình khử (Mn trong MnO4−MnO_4^-MnO4−​):

MnO4−+5e−+8H+→Mn2++4H2OMnO_4^- + 5e^- + 8H^+ \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2OMnO4−​+5e−+8H+→Mn2++4H2​O

(Mn⁺⁷ nhận 5e⁻ để về Mn²⁺).

Cân bằng số e trao đổi

Nhân phương trình oxi hóa với 5 và phương trình khử với 2 để số e trao đổi bằng nhau (10e⁻):

5(C2O42−→2CO2+2e−)5(C_2O_4^{2-} \rightarrow 2CO_2 + 2e^-)5(C2​O42−​→2CO2​+2e−) 2(MnO4−+5e−+8H+→Mn2++4H2O)2(MnO_4^- + 5e^- + 8H^+ \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O)2(MnO4−​+5e−+8H+→Mn2++4H2​O)

Sau khi ghép lại và thêm các ion còn lại:

5CaC2O4+2KMnO4+8H2SO4→5CaSO4+K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O5CaC_2O_4 + 2KMnO_4 + 8H_2SO_4 \rightarrow 5CaSO_4 + K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 10CO_2 + 8H_2O5CaC2​O4​+2KMnO4​+8H2​SO4​→5CaSO4​+K2​SO4​+2MnSO4​+10CO2​+8H2​O

b,Xác định nồng độ ion Ca2+Ca^{2+}Ca2+ trong máu

Số mol của KMnO4KMnO_4KMnO4​ đã phản ứng

Sử dụng công thức:

$$n=C\times V$$ nKMnO4=(4,88×10−4 M)×(2,05×10−3 L)n_{KMnO_4} = (4,88 \times 10^{-4} \text{ M}) \times (2,05 \times 10^{-3} \text{ L})nKMnO4​​=(4,88×10−4 M)×(2,05×10−3 L) =9,994×10−7 mol= 9,994 \times 10^{-7} \text{ mol}=9,994×10−7 mol

Số mol CaC2O4CaC_2O_4CaC2​O4​ từ phương trình phản ứng

Từ phương trình, 2 mol KMnO4KMnO_4KMnO4​ phản ứng với 5 mol CaC2O4CaC_2O_4CaC2​O4​, tức là:

nCaC2O4=52×nKMnO4n_{CaC_2O_4} = \frac{5}{2} \times n_{KMnO_4}nCaC2​O4​​=25​×nKMnO4​​ =52×9,994×10−7= \frac{5}{2} \times 9,994 \times 10^{-7}=25​×9,994×10−7 =2,4985×10−6 mol= 2,4985 \times 10^{-6} \text{ mol}=2,4985×10−6 mol

 Tính khối lượng ion Ca2+Ca^{2+}Ca2+

Vì mỗi mol CaC2O4CaC_2O_4CaC2​O4​ chứa 1 mol Ca2+Ca^{2+}Ca2+:

nCa2+=nCaC2O4=2,4985×10−6 moln_{Ca^{2+}} = n_{CaC_2O_4} = 2,4985 \times 10^{-6} \text{ mol}nCa2+​=nCaC2​O4​​=2,4985×10−6 mol

Khối lượng Ca2+Ca^{2+}Ca2+:

mCa2+=n×M=(2,4985×10−6)×40,08m_{Ca^{2+}} = n \times M = (2,4985 \times 10^{-6}) \times 40,08mCa2+​=n×M=(2,4985×10−6)×40,08 $$=0,1002\text{ mg}$$

Tính nồng độ Ca2+Ca^{2+}Ca2+ trên 100 mL máu

Vì mẫu máu ban đầu có 1 mL, nên:

Noˆˋng độ =0,1002 mg1 mL×100\text{Nồng độ } = \frac{0,1002 \text{ mg}}{1 \text{ mL}} \times 100Noˆˋng độ =1 mL0,1002 mg​×100 $$=10,02\text{ mg/100 mL}$$

Kết luận

• Phương trình phản ứng đã cân bằng: 5CaC2O4+2KMnO4+8H2SO4→5CaSO4+K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O5CaC_2O_4 + 2KMnO_4 + 8H_2SO_4 \rightarrow 5CaSO_4 + K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 10CO_2 + 8H_2O5CaC2​O4​+2KMnO4​+8H2​SO4​→5CaSO4​+K2​SO4​+2MnSO4​+10CO2​+8H2​O
• Nồng độ ion Ca2+Ca^{2+}Ca2+ trong máu: 10,02 mg/100 mL

Phản ứng a:

Chất khử: Fe (nhường e, bị oxi hóa).

Chất oxi hóa: HNO₃ (chứa N⁵⁺, nhận e, bị khử).

Quá trình oxi hóa: Fe → Fe³⁺ + 3e.

Quá trình khử: N⁵⁺ + 3e → N²⁺ (NO).                                    Phản ứng b:

Chất khử: Fe²⁺ (trong FeSO₄, bị oxi hóa).

Chất oxi hóa: MnO₄⁻ (trong KMnO₄, bị khử).

Quá trình oxi hóa: Fe²⁺ → Fe³⁺ + 1e.

Quá trình khử: Mn⁷⁺ + 5e → Mn²⁺.