`Fe_(3)O_(4), Fe_(2)O_(3)` तथा एक अशुद्ध अक्रियाशील पदार्थ वाले एक नमूने के 3.0 ग्राम को, तनु `H_(2)SO_(4)` की उपस्थिति में, KI विलयन के आधिक्य के साथ अभिकृत कराते है। पूरा आयरन, `Fe^(2+)` में परिवर्तित हो जाता है तथा आयोडीन मुक्त होती है। प्राप्त विलयन को 100 मिली तक तनु किया जाता है। तनु विलयन के 20 मिली में उपस्थित आयोडीन को अपचयित करने के लिए `0.5 M Na_(2)S_(2)O_(3)` विलयन के 11.0 मिली की आवश्यकता होती है। तनु `H_(2)SO_(4)` के माध्यम में, `Fe^(2+)` के ऑक्सीकरण के लिए 50 मिली तनु विलयन को, आयोडीन के पूर्ण निष्कर्षण के बाद, `0.25 M KMnO_(4)` विलयन के 12.80 मिली की आवश्यकता होती है। मूल नमूने में `Fe_(2)O_(3)` तथा `Fe_(3)O_(4)` की प्रतिशतता की गणना कीजिए।

Explanation

प्रश्नानुसार, उपलब्ध तथ्यों के आधार पर निम्न अभिक्रियाएँ होती है-
`Fe_(2)O_(3)+3H_(2)SO_(4)rarrFe_(2)(SO_(4))_(3)+3H_(2)O`
`Fe_(2)(SO_(4))_(3)+2KIrarr2FeSO_(4)+K_(2)SO_(4)+I_(2)` `2KMnO_(4)+8H_(2)SO_(4)+10FeSO_(4)rarrK_(2)SO_(4)+2MnSO_(4)+5Fe_(2)(SO_(4))_(3)+8H_(2)O`
`therefore 1` मोल `Fe_(2)O_(3)=1` मोल `Fe_(2)(SO_(4))_(3)-=1` मोल `I_(2)-=2` मोल `Na_(2)S_(2)O_(3)` तथा 5 मोल `FeSO_(4)-=1` मोल `KMnO_(4)`
`Na_(2)S_(2)O_(3)` के मिलीमोलो की संख्या = मोलरता `xx` आयतन (मिली) = `0.5xx11=5.5`
`therefore 20` मिली में `I_(2)` के मिलीमोलो की संख्या `=5.5xx(1)/(2)=2.75`
अतः 100 मिली में `I_(2)` के मिलीमोलो की संख्या `=2.75xx(100)/(20)=13.75`
`Fe_(2)O_(3)` के मिलीमोलो की संख्या = 13.75
`therefore Fe_(2)O_(3)` के मोलो की संख्या `=13.75xx10^(-3)`
माना दिये गये मिश्रण में `Fe_(3)O_(4)` के x मोल तथा `Fe_(2)O_(3)` के y मोल उपस्थित है। इस नमूने में `Fe_(3)O_(4), FeO` तथा `Fe_(2)O_(3)` का सममोलार मिश्रण है।
अतः मिश्रण में `Fe_(2)O_(3)` के कुल मोलो की संख्या = `x+y`
`therefore x+y=13.75xx10^(-3)" "...(i)`
`KMnO_(4)` के मिलीमोलो की संख्या `=0.25xx12.80=3.2`
`therefore 50` मिली में `FeSO_(4)` के मिलीमोलो की संख्या `=3.2xx5=16`
तथा 100 मिली में `FeSO_(4)` के मिलीमोलो की संख्या `=16xx(100)/(50)=32`
`Fe_(3)O_(4)` का एक मोल `FeSO_(4)` के 3 मोल देता है तथा `Fe_(2)O_(3)` का एक मोल `FeSO_(4)` के 2 मोल देता है।
`therefore 3x+2y=32xx10^(-3)" "...(ii)`
समी (i) व (ii) को हल करने पर,
मिश्रण में `Fe_(3)O_(4)` के मोलो की संख्या, `x=4.5xx10^(-3)`
मिश्रण में `Fe_(2)O_(3)` के मोलो की संख्या, `y=9.25xx10^(-3)`
`therefore Fe_(3)O_(4)`
`therefore Fe_(3)O_(4)` का द्रव्यमान `=4.5xx10^(-3)xx232=1.044` ग्राम
तथा `Fe_(2)O_(3)` का द्रव्यमान `=9.25xx10^(-3)xx160=1.480` ग्राम
`Fe_(3)O_(4)` की `%=(1.044)/(3.00)xx100=34.8%`
तथा `Fe_(2)O_(3)` की `%=(1.480)/(3.0)xx100=49.33%`