Какова минимальная масса железа (III) в миллиграммах, которую можно определить с использованием реакции

Для решения этой задачи мы можем использовать закон Бугера-Ламберта, который связывает оптическую плотность раствора с молярным коэффициентом поглощения, толщиной слоя и концентрацией вещества. Формула для расчета оптической плотности выглядит так:

\[D = \varepsilon \cdot c \cdot l\]

где
\(D\) - оптическая плотность,
\(\varepsilon\) - молярный коэффициент поглощения,
\(c\) - концентрация вещества,
\(l\) - толщина слоя.

Мы знаем, что оптическая плотность не должна быть ниже 0,02, поэтому можем записать это условие в виде неравенства:

\[D \geq 0,02\]

Также, нам дано, что объем окрашенного раствора составляет 15 мл. Чтобы найти концентрацию вещества, мы можем использовать следующую формулу:

\[c = \frac{m}{V}\]

где
\(c\) - концентрация вещества,
\(m\) - масса вещества,
\(V\) - объем раствора.

Теперь нам нужно найти минимальную массу железа (III), которую можно определить. Минимальная масса будет соответствовать минимальной концентрации вещества, при которой оптическая плотность равна 0,02. Таким образом, мы можем записать следующее:

\[0,02 = \varepsilon \cdot c \cdot l\]

Теперь решим это уравнение относительно \(m\):

\[m = c \cdot V\]

Подставим значение \(c\) из уравнения оптической плотности:

\[m = \frac{D}{\varepsilon \cdot l} \cdot V\]

Мы знаем, что толщина слоя составляет 5 см, молярный коэффициент поглощения равен 4000 и объем раствора равен 15 мл. Подставим эти значения и рассчитаем минимальную массу железа (III):

\[m = \frac{0,02}{4000 \cdot 5 \cdot 0,015} \cdot 0,015 = 0,02 \, \text{мг}\]

Таким образом, минимальная масса железа (III), которую можно определить, составляет 0,02 мг.