QUIMICA ANALITICA. GRAVIMETRIAS.
1.- Calcular los factores gravimétricos para convertir: a) Fe3O4 en Fe b) Mg2P2O7 en MgO c) Mg2P2O7 en P2O5 d)BaSO4 en SO3 e)AgCl en KClO3 f) K2PtCl6 en KCl Sol: 0.7236; 0.3623; 0.6377; 0.3431; 0.8551; 0.3068 2.- Una muestra que pesa 0.2660 g sólo contiene KCl y NaCl, siendo su contenido en Cl 0.1418 g. Calcular el % de Na y K en la mezcla. Sol: Na 17.15, K= 29.54%. 3.-Una aleación contiene: 65.4% Cu, 0.24% Pb, 0.56% Fe y 33.8% Zn. Se disuelven 0.8060 g de la muestra en HNO 3 y se electrolizan. Se deposita Cu en el cátodo y PbO 2 en el ánodo. Cuando se añade NH 3 a la solución residual precipita Fe(OH) 3 que se calcina a Fe 2O3. El Zn del filtrado se precipita como ZnNH 4PO4 y el precipitado se calcina a Zn 2P2O7. ¿Qué pesos se depositaron sobre los electrodos y cuáles fueron los pesos del resto de los precipitados? -3 -3 Sol: 0.5271 g Cu, 2.23 10 g PbO2, 6.45 10 g Fe2O3, 0.635 g de Zn 2P2O7. 4.- Una mezcla de NaBr, NaI y NaNO 3 pesa 0.6500 g. Al tratarla con AgNO 3 se forma un precipitado de haluros que pesa 0.9390 g. Al calentar este precipitado en corriente de Cl2 se convierte en AgCl que pesa 0.6566 g. ¿Cuál es el porcentaje de NaNO 3 en la muestra original? Sol: 12.96%. 5.- El sodio y potasio se determinaron en una muestra de f eldespato de 0.5034 g primero aislando los metales en forma de cloruros combinados. La mezcla de NaCl y KCl pesó 0.1208 g. Esta mezcla se disolvió en agua y se trató con AgNO 3, dando 0.2513 g de AgCl. Calcular los porcentajes de Na 2O y K2O en el feldespato. Sol: Na2O 3.77% y K 2O 10.54% 6.- Una muestra de 0.4200 g que contiene oxalatos de calcio y de magnesio e impurezas volátiles produce un residuo de 0.2500 y 0.1584 g cuando se calienta a 600 y 900 ºC, respectivamente. Teniendo en cuenta la curva termogravimétrica de CaC 2O4 y MgC2O4, calcular el porcentaje de Ca, Mg e impurezas inertes en la muestra. Sol: 20% Ca y 5.71% Mg, 9.5% I.
1.- Calcular los factores gravimétricos para convertir: a) Fe3O4 en Fe b) Mg2P2O7 en MgO c) Mg2P2O7 en P2O5 d)PbCrO4 en Cr2O3 e)AgCl en KClO3 f) K2PtCl6 en KCl Sol: 0.7236; 0.3623; 0.6377; 0.2350; 0.8551; 0.3068
a) Fe3O4 en Fe factor gravimétri co =
3 PatFe
=
3 * 55.85 231 .55
PmFe 3O4
= 0.7236
b) Mg2P2O7 en MgO factor gravimétri co =
2 PmMgO
2 * 40 .34
=
PmMg 2 P2 O7
222 .58
= 0.3623
c) Mg2P2O7 en P2O5 factor gravimétri co =
PmP2 O5
=
PmMg 2 P2 O7
141 .95 222 .58
= 0.6377
d)PbCrO4 en Cr2O3 factor gravimétri co =
PmCr 2 O3
152 .0
=
2 * PmPbCrO 4
2 * 161 .60
= 0.2350
e)AgCl en KClO3
factor gravimétri co =
PmKClO 3
=
122 .55 143 .32
PmAgCl
= 0.8551
f) K2PtCl6 en KCl
factor gravimétri co =
2 PmKCl PmK 2 PtCl 6
=
2 * 74 .55 485 .99
= 0.3060
En el hexacloroplatinato de dipotasio encontramos como mucho 2 de cloruro potásico
2
2.- Una muestra que pesa 0.2660 g sólo contiene KCl y NaCl, siendo su contenido en Cl 0.1418 g. Calcular el % de Na y K en la mezcla. Sol: Na 17.15, K= 29.54%. Sea: x = gramos de KCl y = gramos de NaCl Pat Cl = 35.45 PmKCl = 74.6 PmNaCl = 58.5 Pat K = 39.1 Pat Na = 22.99 Por tanto: x
x
PatCl PmKCl
+
y
+ y
PatCl
=
0.2660
=
0.1418
PmNaCl
x
+
y
=
0.2660
0.4759 x
+
0.1161 y
=
0.1418
x = 0.1499 g de KCl y = 0.1161 g de NaCl
PatK
gramosK = gramosKCl
% K =
gramosK gramos muestra
PmKCl
* 100 =
gramosNa = gramosNaCl
% Na =
= 0.1499
gramosNa gramos muestra
0.07857 0.2660
PatNa PmNaCl
* 100 =
39.1 74 .6
* 100 = 29.59%
= 0.1161
0.04561 0.2660
= 0.07857
22.99 58.5
= 0.04561
* 100 = 17.15%
3
3.-Una aleación contiene: 65.4% Cu, 0.24% Pb, 0.56% Fe y 33.8% Zn. Se disuelven 0.8060 g de la muestra en HNO 3 y se electrolizan. Se deposita Cu en el cátodo y PbO 2 en el ánodo. Cuando se añade NH 3 a la solución residual precipita Fe(OH)3 que se calcina a Fe2O3. El Zn del filtrado se precipita como ZnNH 4PO4 y el precipitado se calcina a Zn2P2O7. ¿Qué pesos se depositaron sobre los electrodos y cuáles fueron los pesos del resto de los precipitados? -3 -3 Sol: 0.5271 g Cu, 2.23 10 g PbO2, 6.45 10 g Fe2O3, 0.635 g de Zn2P2O7.
Cu Pb Fe Zn
Cu PbO2 3+ Fe Fe(OH)3 Fe2O3 2+ Zn ZnNH4PO4 Zn2P2O7
Salvo el cobre que se pesa como tal, el peso del resto de los metales se obtiene utilizando el factor gravimétrico. grCu = %Cu * grMuestra =
grPbO 2 = grPb * grPbO 2 =
0.24 100
PmPbO 2 PatPb
* 0.8060 *
grFe 2 O3 = grFe *
65 .4 100
= % Pb * grMuestra *
239 .2 207 .2
PmFe 2 O3
* 0.8060 = 0.5271gr
PmPbO 2 PatPb
= 2.233 x10 −3 gr
= % Fe * grMuestra *
PmFe 2 O3
2 * PatFe 2 * PatFe 0.56 159 .7 grFe 2 O3 = * 0.8060 * = 6.453 x10 −3 gr 100 111 .7
grZn 2 P2 O7 = grZn *
PmZn 2 P2 O7
= % Zn * grMuestra *
2 * PatZn 33 .8 304 .68 grZn 2 P2 O7 = = 0.6349 gr * 0.8060 * 100 130 .74
PmZn 2 P2 O7
2 * PatZn
4
4.- Una mezcla de NaBr, NaI y NaNO 3 pesa 0.6500 g. Al tratarla con AgNO 3 se forma un precipitado de haluros que pesa 0.9390 g. Al calentar este precipitado en corriente de Cl2 se convierte en AgCl que pesa 0.6566 g. ¿Cuál es el porcentaje de NaNO 3 en la muestra original? Sol: 12.96%. +
NaBr + Ag AgBr↓ + NaI + Ag AgI↓ + NaNO3+ Ag No hay precipitación. AgBr↓ + Cl2 AgCl↓ AgI↓ + Cl2 AgCl↓ Si llamamos: x = gr NaBr; y = gr NaI; z = gr NaNO3 x + y + z = 0.6500 gr AgBr + gr AgI = 0.9390 gr AgCl(AgBr) + gr AgCl(AgI) = 0.6566
+
x
x *
x *
PmAgBr PmNaBr PmAgCl PmNaBr
x
x *
x *
+
187.58 102.91 143.32 102.91
y *
+ y *
+
PmAgI
PmAgCl PmNaI
+ z
+ y *
234.77
+
143.32
De donde: x = 0.36155 gr;
=
0.6500
=
0.9390
=
0.6566
PmNaI
y
y *
+ z
y
=
0.6500
=
0.9390
=
0.6566
149.9
149.9
y = 0.2042 gr;
% NaNO3 =
grNaNO3 grMuestra
z= 0.08425 gr
*100 =
0.08425 0.6500
*100 = 12.96%
5
5.- El sodio y potasio se determinaron en una muestra de f eldespato de 0.5034 g primero aislando los metales en forma de cloruros combinados. La mezcla de NaCl y KCl pesó 0.1208 g. Esta mezcla se disolvió en agua y se trató con AgNO 3, dando 0.2513 g de AgCl. Calcular los porcentajes de Na 2O y K2O en el feldespato. Sol: Na2O 3.77% y K 2O 10.54%
Si llamamos: x = gr NaCl; y= gr KCl x + y = 0.1208 gr AgCl(NaCl) + gr AgCl(KCl) = 0.2513 Utilizando los factores gravimétricos:
+
x
x *
PmAgCl PmNaCl
y
+ y *
PmAgCl PmKCl
=
0.1208
=
0.2513
x = 0.0367 gr de NaCl;
% Na2O =
% Na2O =
% K 2 O =
% K 2 O =
grNa2 O grMuestra
*100 =
grNaCl grMuestra
*
x
x *
143.32 58.45
+
+ y *
y
143.32 74.55
=
0.1208
=
0.2513
y = 0.084 gr de KCl
PmNa2 O
2 * PatNa
*100
0.0367 62 * *100 = 3.77% 0.5034 46
grK 2 O grMuestra
0.084 0.5034
*
* 100 =
94.2 78.2
grKCl grMuestra
*
PmK 2 O
2 * PatK
* 100
* 100 = 10.54%
6
6.- Una muestra de 0.4200 g que contiene oxalatos de calcio y de magnesio e impurezas volátiles produce un residuo de 0.2500 y 0.1584 g cuando se calienta a 600 y 900 ºC, respectivamente. Teniendo en cuenta la curva termogravimétrica de CaC 2O4 y MgC2O4, calcular el porcentaje de Ca, Mg e impurezas inertes en la muestra. Sol: 20% Ca y 5.71% Mg. 150 140 130 120 110 100 ) 90 r g ( 80 a s 70 a m 60 50 40 30 20 10 0 0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000 1100
Temperatura ºC
Si llamamos: x = grCaC2O4; y = grMgC 2O4;
I = gr impurezas
En la curva termogravimétrica se observa que: A 600 ºC el magnesio está totalmente calcinado (MgO) mientras que el calcio lo hace como carbonato (CaCO 3). Luego: gr CaCO3 + gr MgO = 0.2500 A 900 ºC tanto el calcio como el magnesio se presentan como óxidos: gr CaO + gr Mg = 0.1584 Por tanto: x
x *
x *
PmCaCO3 PmCaC 2O4 PmCaO PmCaC 2O4
+
+ y *
+ y *
y PmMgO
+ I =
0.4200
=
0.2500
=
0.1584
PmMgC 2O4 PmMgO PmMgC 2O4
7
x
x *
100.09
x *
128.1 56.08 128.1
+
y
+ y *
40.32
+ y *
+ I =
0.4200
=
0.2500
=
0.1584
112.34 40.32 112.34
De donde: x = 0.2694 gr CaC 2O4;
y= 0.1107 gr MgC 2O4;
I = 0.0399 gr
Para obtener los porcentajes de Ca, Mg e I se han de calcular primero los gramos de Ca y Mg: grCa
%Ca =
grMuestra
0.2694
%Ca =
0.4200
% Mg =
% Mg =
% I =
*
40.08 128 .1
grMg grMuestra
0.1107
* 100 =
*
* 100 =
0.4200 112 .34
grMuestra
grMuestra
*
PatCa PmCaC 2 O4
* 100
* 100 = 20%
24.32
gr Impurezas
grCaC 2 O 4
grMgC 2 O4 grMuestra
*
PatMg PmMgC 2 O4
* 100
* 100 = 5.71%
* 100 =
0.0399 0.4200
* 100 = 9.5%
8
