Chimica analitica: esercizi svolti

Vengono proposti alcuni esercizi di chimica analitica sulle titolazioni e retrititolazioni dei quali viene fornito il risultato e l’approccio metodologico.

Esercizi

1) Un campione di fertilizzante di massa 0.608 g contenente azoto sotto forma di solfato di ammonio (NH4) SO4 viene trattato con idrossido di sodio secondo la reazione:

(NH4)2SO4 + 3 NaOH → Na2SO4 + 2 NH3 + 2 H2O

L’ammoniaca prodotta viene fatta gorgogliare in 46.3 mL di HCl 0.213 M e l’eccesso di HCl viene titolato da 44.3 mL di NaOH 0.128 M. Calcolare la percentuale di azoto nel fertilizzante

Le moli di HCl sono pari a 0.213 M ∙ 0.0463 L = 0.00986

Queste hanno neutralizzato tutta l’ammoniaca prodotta dalla reazione tra il solfato di potassio e l’idrossido di sodio e sono in eccesso.

Le moli di NaOH utilizzate per neutralizzare l’acido cloridrico in eccesso sono pari a 0.128 M ∙ 0.0443 L = 0.00567

Le moli di HCl che hanno neutralizzato l’ammoniaca sono pari a 0.00986-0.00567=0.00419

La massa di azoto presente in 0.00419 moli di ammoniaca è: 0.00419 mol ∙ 14.0067 g/mol=0.0587 g

La percentuale di azoto nel campione è quindi pari a 0.0587 ∙ 100/0.608 = 9.65 %

2) Un campione di Na2CO3 impuro avente massa 1.00 g viene disciolto in acqua ottenendosi 250 mL di soluzione. A un’aliquota pari a 50,0 mL di soluzione vengono aggiunti 50.0 mL di HCl 0.100 M. L’eccesso di HCl viene titolato da 10.0 mL di NaOH 0.160 M. Calcolare la percentuale di purezza del campione di carbonato di sodio.

Le moli di HCl sono pari a 0.100 M ∙ 0.0500 L = 0.00500

Queste hanno neutralizzato il carbonato di sodio risultando in eccesso.

Le moli di NaOH sono pari a 0.160 M ∙ 0.0100 L = 0.00160

Le moli di HCl che hanno neutralizzato il campione sono quindi pari a 0.00500 – 0.00160= 0.00340

La reazione tra il carbonato di sodio e l’acido cloridrico è:

Na2CO3 + 2 HCl → 2 NaCl + H2O + CO2

Il rapporto stechiometrico tra Na2CO3 e HCl è di 1:2 pertanto le moli di Na2CO3 sono pari a 0.00340 ∙ 1 / 2= 0.00170

La massa di Na2CO3 contenuta in 50.0 mL è quindi pari a: 0.00170 mol ∙ 105.9888 g/mol = 0.180 g

La massa di Na2CO3 contenuta in 250 mL di soluzione è pari a: 0.180 ∙ 250/50.0 = 0.900 g

Il grado di purezza del campione è pari a 0.900 ∙ 100/1.00= 90.0 %

3) La neutralizzazione di 0.500 g di una miscela di Na2CO3 e di K2CO3 richiede 39.5 mL di HCl 0.200 M. Calcolare la percentuale di carbonato di sodio nel campione

Detta x la massa di Na2CO3 (peso molecolare = 105.9888) e detta y la massa di K2CO3 (peso molecolare = 138.205) si ha:

x + y = 0.500

Le moli di HCl utilizzate per la titolazione sono pari a 0.200 M ∙ 0.0395 L = 0.00790

Le reazioni di neutralizzazione sono:

Na2CO3 + 2 HCl → 2 NaCl + H2O + CO2

K2CO3 + 2 HCl → 2 KCl + H2O + CO2

In cui il rapporto tra il sale e l’acido, in entrambi i casi è di 1:2

Si ha quindi:

2x/105.9888 + 2y/138.205 = 0.00790

Ovvero moltiplicando per entrambi i denominatori:

276.41 x + 211.9776 y = 115.72

Poiché x = 0.500-y si ha:

276.41 (0.500-y) + 211.9776 y = 115.72

138.205 – 276.41 y + 211.9776 y = 115.72

22.485 = 64.43 y

Ovvero y = massa di K2CO3 = 0.349 g

La massa di Na2CO3 è quindi pari a 0.500 – 0.349 = 0.151 g

La percentuale di Na2CO3 vale 0.151 ∙ 100/0.500 = 30.2 %

 

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Author: Chimicamo

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