Hai hợp chất Fe(II) phổ biến trong phòng thí nghiệm là
(NH4)2SO4⋅FeSO4⋅6H2O và
FeSO4⋅7H2O. Khi tìm hiểu về hợp chất Fe(II), bạn Nam biết được các chất này dễ hút ẩm và Fe(II) bị oxi hoá bởi oxygen trong không khí thành Fe(III). Quan sát các hoá chất này khi để lâu trong phòng thí nghiệm, Nam nhận thấy có sự chảy rữa và chuyển sang màu nâu đỏ ở cả hai chất với mức độ khác nhau. Dựa vào hiểu biết của bản thân và hiện tượng quan sát được, Nam đề xuất giả thuyết: "Trong cùng thời gian bảo quản, phần trăm Fe(II) bị oxi hoá trong
(NH4)2SO4⋅FeSO4⋅6H2O lớn hơn trong
FeSO4⋅7H2O". Để kiểm chứng giả thuyết này, Nam tiến hành cân, ghi lại khối lượng (
m0 gam) mỗi chất tinh khiết rồi cho vào hai lọ sạch, đặt là mẫu X (chứa
(NH4)2SO4⋅FeSO4⋅6H2O) và mẫu Y (chứa
FeSO4⋅7H2O). Sau 1 tháng bảo quản trong cùng điều kiện, Nam thực hiện thí nghiệm lần lượt với mẫu X và mẫu Y theo các bước như sau:
Bước 1: Cân và xác định lại khối lượng mẫu trong lọ, thu được khối lượng
m1 gam. Hòa tan toàn bộ lượng mẫu và pha thành 100,0 mL dung dịch.
Bước 2: Lấy chính xác 10,00 mL dung dịch đã pha ở bước 1 vào bình tam giác, thêm khoảng 5 mL dung dịch
H2SO4 3 M. Chuẩn độ dung dịch trong bình tam giác bằng dung dịch
KMnO4 0,020 M đến khi dung dịch có màu hồng bền thì dừng, ghi lại thể tích dung dịch
KMnO4 đã dùng. Lặp lại phép chuẩn độ thêm hai lần nữa. Lấy thể tích trung bình (
Vtb, mL) của dung dịch
KMnO4 sau ba lần chuẩn độ.
Các kết quả thực nghiệm đối với mẫu X, mẫu Y được ghi vào bảng bên.
Biết: Các mẫu X, Y chỉ bị oxi hoá bởi oxygen và hút ẩm trong quá trình bảo quản; phần trăm Fe(II) bị oxi hoá trong mỗi mẫu được xác định bằng tỉ số phần trăm giữa số mol Fe(III) trong dung dịch ở bước 1 so với số mol Fe(II) trong mẫu ban đầu; đối với mẫu X, phần trăm Fe(II) đã bị oxi hoá là
x%.