Analisi gravimetrica. Esercizi svolti

Nell’analisi gravimetrica la sostanza di cui si vuole determinare la concentrazione viene trasformata in un composto pesabile di composizione nota. Dal peso del composto ottenuto e dal peso della sostanza adoperata si può risalire alla quantità del componente cercato nella sostanza

1) Il ferro può essere determinato gravimetricamente pesando il suo ossido Fe2O3. Calcolare i grammi di ferro in un campione sapendo che la massa di ossido di ferro (III) pesata alla fine dell’analisi è pari a 0.02393 g

Le moli di ossido di ferro (III) sono pari a 0.02393 g / 159.69 g/mol= 0.0001499

Poiché il rapporto stechiometrico tra Fe2O3 e Fe è di 1:2 le moli di Fe sono pari a 0.0001499 ∙ 2 = 0.0002998 da cui la massa di ferro è pari a 0.0002998 mol ∙ 55.845 g/mol=  0.01674 g

 

2) 100 mL di una soluzione contenente ioni Ca2+ vengono trattati con ossalato di sodio CaC2O4 . Il precipitato di ossalato di calcio che si forma pesa 0.2483 g. Determinare la quantità di ione calcio presente nella soluzione nonché la sua concentrazione molare.

Le moli di ossalato di calcio sono pari a 0.2483 g / 128.10 g/mol=  0.001938

Poiché il rapporto stechiometrico tra CaC2O4 e lo ione Ca2+ è di 1:1 le moli di Ca2+ sono pari a 0.001938

La massa di Ca2+ è pari a 0.001938 mol ∙ 40.078 g/mol =  0.07768 g

Da cui [Ca2+]=  0.001938 mol/ 0.100 L = 0.01938 M

 

3) Un alogenuro di bario si presenta come sale idrato avente formula BaX2 ∙ 2 H2O essendo X un alogeno. Tale sale idrato avente peso pari a 0.2650 g viene disciolto in 200 mL di acqua e successivamente viene aggiunto un eccesso di acido solforico. La soluzione viene riscaldata fino all’ebollizione per 45 minuti. Il precipitato di solfato di bario viene filtrato e asciugato e il suo peso risulta pari a 0.2533 g. determinare l’identità dell’alogeno.

Le moli di solfato di bario sono pari a 0.2533 g/ 233.40 g/mol= 0.001085.

Tali moli sono pari alle moli di bario contenute nel sale idrato il cui peso molecolare risulta essere pari a 0.2650 g / 0.001085 mol = 244.18 g/mol

Sottraendo al peso molecolare del sale idrato il peso atomico del bario e il peso molecolare dell’acqua si ottiene il peso molecolare di 2 X ovvero:

244.18 – 137.327 – 2( 18.0154 ) = 70.82

Il peso atomico di X è quindi pari a 70.82 / 2 =35.4 g/mol che corrisponde al peso atomico del cloro pertanto il sale idrato è BaCl2 ∙ 2 H2O ( cloruro di bario biidrato)

 

4) Un campione contiene solfato di ferro (II) eptaidrato ( P.M. = 278.01 g/mol) insieme ad altri componenti. 3.655 g di tale campione furono sciolti in acido nitrico  e riscaldati in modo da convertire tutto il ferro (II) in ferro (III) . L’aggiunta di NH3 provoca la precipitazione dell’ossido di ferro (III) idrato. Tale precipitato viene riscaldato al fine di allontanare l’acqua e la massa dell’ossido di ferro (III) determinata a costanza di peso è di 0.6490 g. Determinare la massa di FeSO4∙ 7 H2O contenuta in 3.655 g e la percentuale di tale sale idrato contenuto in 12.011 g di campione.

Le moli di Fe2O3 sono pari a 0.6490 g / 159.69 g/mol=  0.004064

Il rapporto stechiometrico tra Fe2O3  e FeSO4∙ 7 H2O è di 1 : 2 pertanto le moli di FeSO4∙ 7 H2O sono pari a 0.004064 ∙ 2 = 0.008128

La massa di FeSO4∙ 7 H2O contenuta in 3.655 g è pari a 0.008128 ∙ 278.016 g/mol=  2.260 g

La massa di FeSO4∙ 7 H2O contenuta in 12.011 g di campione è pari a 2.260 x 12.011/ 3.655 =  7.427 g

La percentuale di FeSO4∙ 7 H2O nel campione vale 7.427 ∙ 100/ 12.011 = 61.83%

 

5)  Una soluzione di solfato di potassio è sottoposta ad analisi gravimetrica dei solfati. Se ne preleva un’aliquota di 100,0 mL e si fa precipitare a caldo solfato di bario con l’aggiunta di cloruro di bario, filtrando poi la soluzione contenente il precipitato. Si determina a peso costante la massa di un crogiolo, che risulta essere 17,2843 g. Dopo aver eseguito le operazioni necessarie per la calcinazione, si determina a peso costante la massa di crogiolo + il solfato di bario, che risulta pari a 18,8924 g. Calcolare la concentrazione della soluzione di partenza espressa come g/L di solfato di potassio.

La massa di solfato di bario è data dalla differenza tra massa crogiolo + solfato di bario e la massa del crogiolo cioè = 18.8924 – 17.2843 = 1.6081g

Le moli di solfato di bario sono pari a 1.681g / 233.40 = 0.0068899 mol

Poiché il rapporto stechiometrico tra solfato di potassio e solfato di bario  nella reazione:  K2SO + BaCl2 → BaSO4 + 2KCl  è di 1:1 le moli di solfato di potassio corrispondono a quelle del solfato di bario.

I grammi di solfato di potassio sono pari a 174.27 ∙ 0.0068899 = 1.2007g in 100 mL

In un litro invece ne saranno contenuti  12.007g

 

6) Un campione di 2.00 g di calcare viene disciolto in acido cloridrico. A tale soluzione viene aggiunto un eccesso di ossalato di ammonio con formazione di un precipitato di ossalato di calcio CaC2O4. Il precipitato viene filtrato, asciugato e la sua massa, a costanza di peso viene determinata in 2.43 g. Determinare la massa percentuale di calcio nel campione.

La moli di ossalato di calcio sono pari a 2.43 g / 128.10 g/mol = 0.0190

Il rapporto stechiometrico tra ossalato di calcio e ione Ca2+ è di 1:1 pertanto le moli di Ca2+ sono pari a 0.0190

La massa di Ca2+ nel campione iniziale è pari a 0.0190 mol ∙ 40.078 g/mol = 0.716 g

La percentuale di Ca2+ nel campione è pari a 0.716 ∙ 100 / 2.00 = 38.1

 

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Author: Chimicamo

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