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Esercizi svolti di chimica analitica


La determinazione quantitativa di una specie presente in una soluzione o in un miscuglio costituisce uno dei campi della chimica analitica. Vengono presentati alcuni esercizi sulle retrotitolazioni tecnica che prevede l’aggiunta di titolante in eccesso il quale a sua volta viene titolato con un secondo titolante a concentrazione nota e viene usata quando il punto finale della retrotitolazione è di più facile rilevamento rispetto a quello della titolazione diretta come, ad esempio nelle reazioni di precipitazione, quando la reazione tra l’analita e il titolante è molto lenta o quando l’analita non è un sale molto solubile.

Esercizi svolti

1)      Un campione di massa pari a 10.0 g contenente ferro viene sciolto in 200.0 mL di acido solforico 1.00 M. L’eccesso di acido viene determinato tramite titolazione con 300.0 mL di NaOH 0.500 M. Calcolare la percentuale di ferro presente nel campione

La reazione che avviene tra il ferro e l’acido solforico è la seguente:

Fe(s) + H2SO4(aq) → FeSO4(aq) + H2(g)

Le moli di acido solforico aggiunte in eccesso sono pari a 0.200 L x 1.00 M = 0.200

L’eccesso di acido solforico reagisce con l’idrossido di sodio secondo la reazione:

H2SO4(aq) + 2 NaOH(aq) → Na2SO4(aq) + 2 H2O(l)

Le moli di NaOH adoperate sono pari a 0.300 L x 0.500 M = 0.150

Poiché il rapporto tra H2SOe  NaOH è di 1:2 le moli di acido solforico che hanno reagito con NaOH sono 0.150 x 1 / 2 = 0.0750

Pertanto le moli di ferro che hanno reagito con l’acido solforico sono 0.200 – 0.0750 = 0.125 Essendo il rapporto stechiometrico tra Fe e H2SO4 di 1:1 le moli di ferro presenti nel campione sono 0.125: La massa di ferro è quindi pari a 0.125 mol x 55.847 g/mol =  6.98 g

La massa percentuale di ferro nel campione è quindi pari a 6.98 x 100/ 10.0 = 69.8 %

2)      Un campione di roccia avente massa 3.145 g contenente carbonato di piombo (II) viene trattata con 25.00 mL di acido nitrico 0.6293 M. Quando non si nota più effervescenza e tutto il diossido di carbonio si è allontanato l’eccesso di acido nitrico viene titolato con 23.41 mL di NaOH 0.1423 M. Calcolare la massa percentuale di PbCO3 presente nel campione

La reazione tra carbonato di piombo (II) e acido nitrico è la seguente:

PbCO3(s) + 2 HNO3(aq) → Pb(NO3)2(aq) + H2O(l) + CO2(g)

Le moli di acido nitrico sono pari a 0.02500 L x 0.6293 M = 0.01573

L’eccesso di acido nitrico reagisce con l’idrossido di sodio secondo la reazione:

HNO3(aq) + NaOH(aq) → NaNO3(aq) + H2O(l)

Le moli di idrossido di sodio adoperate sono: 0.02341 L x 0.1423 M = 0.003331 che sono pari alle moli di acido nitrico in eccesso. Pertanto le moli di acido nitrico che hanno reagito con il carbonato di piombo (II) sono 0.01573 – 0.003331 = 0.01240

Il rapporto stechiometrico tra PbCO3  e  HNO3 è di 1:2 quindi le moli di carbonato di piombo (II) sono pari a 0.01240/2 = 0.006200

La massa di carbonato di piombo (II) è quindi pari a 0.006200 mol x  267.21 g/mol = 1.657 g e pertanto la percentuale in massa del sale nel campione è di 1.657 x 100/ 3.145 = 52.69 %

3)      Tre compresse di aspirina contenente ciascuna 320 mg di acido acetilsalicilico C6H4(OCOCH3)COOH ( Massa molare = 180.16) vengono  trattate con 50.00 mL di NaOH 0.5190 M. La soluzione viene trasferita in un matraccio e il volume portato a 100.0 mL. Un’aliquota di 20.00 mL di tale soluzione viene trattata con 24.19 mL di HCl 0.1232 M. tenendo conto che la reazione tra acido acetilsalicilico e NaOH è la seguente:

C6H4(OCOCH3)COOH(s) + 2 NaOH(aq) → C6H4(OH)COONa(aq) + CH3COONa(aq) + H2O(l)

 Calcolare la massa di acido acetilsalicilico contenuta in ciascuna compressa

Le moli di NaOH sono pari a 0.05000 L x 0.5190 M = 0.02595

Le moli di HCl occorse per titolare l’eccesso di NaOH nell’aliquota di 20.00 mL sono pari a 0.02419 L x 0.1232 M = 0.002980

Le moli di HCl che sarebbero occorse per titolare tutto l’eccesso di NaOH presente in 100.0 mL sono pari a 0.002980 x 100.0/ 20.00 = 0.01490

Quindi le moli di NaOH che hanno reagito con l’acido salicilico sono 0.02595 – 0.01490 = 0.01105

Le moli di acido salicilico stante il rapporto 1:2 sono 0.01105/2 = 0.005525 pari a 0.005525 mol x 180.16 g/mol = 0.9954 g = 995.4 mg. Poiché le compresse di aspirina che sono state trattate sono tre la massa di acido salicilico presente in una compressa è di 995.4 /3 =0.332 mg

Autore: Chimicamo

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