Ejercicios Resueltos de Gravimetría

Ejercicios Resueltos de Gravimetría 1. Una muestra impura de Na2B4O7*10H2O peso 0.8400 g, se disolvió en 100 mL. De esta solución se tomó una alícuota de 25 mL y se precipito con KBF4, dicho precipitado se filtró, lavó y disolvió, obteniéndose 0.2500 g de él. Calcule: a) FG b) El % p/p de Na2B4O7*10H2O en la muestra

Desarrollo a) Factor gravimétrico (FG)

∗10HOO FG= FG = 125.1 mol9 grKBFKBF  ∗ 1 mol1 molKBFB  ∗ 1 mol Na4molBOB∗10HO ∗ 381.1 mol4 grNaNaBBOO ∗10H O FG=0.7573 gr NagrBKBFO ∗10H  O = 0.1893 m NaBO ∗10HO = 0.2500 2500 gr KBFKBF ∗0.7573 gr NagrBKBFO ∗10H 89 3 gr g r  0.1893 1893 gr→ gr → 25 mL x gr → 100 mL x = 0.1893 grgr ∗ 10025 mLmL = 0.7572572 grgr %NaBO ∗10HO = 0.0.78572400 grgr ∗100=90.14%

2. El sodio y el potasio se determinaron en una muestra de feldespato de 0.5034 gr primero aislando los metales en forma de cloruros combinados. La mezcla de NaCl y KCl pesó 0.1208 gr. Esta mezcla se disolvió en agua y se trató con AgNO3, dando 0.2513 gr de AgCl. Calcular los porcentajes de Na2O y K 2O en el feldespato.

Desarrollo

  g r Na O   x gr NaCl  1 0.5034 gr { gr KO →0.1208 gr y gr KCl 1

  x gr NaCl 2 0.1208 gr y gr KCl AgNO →0.2513 gr AgCl NaClAgNO →AgClNaNO AgCl ∗ 143.1 mol32 grAgClAgCl =2.452 x gr NaCl: m AgCl=x gr NaCl∗ 58.1 4mol5 grNaClNaCl ∗ 11 molmol NaCl KClAgNO →AgClKNO KCl:m AgCl=y gr KCl∗ 74.1 5mol5 grKClKCl ∗ 11molmolAgClKCl ∗ 143.1 mol32 grAgClAgCl =1.922 y gr xy=0. 1 208 x=0. 0 361 2.452x1.922y=0.2513 y=0.0847 NaCl:m NaO=0.0361 gr NaCl∗ 58.1 4mol5 grNaClNaCl ∗ 11molmolNaClNa ∗ 12molmolNaNaO ∗ 162molgr NaNaOO =0. 0 191 gr % NaO= 0.0.05191034 ∗100=3.79 % KCl: m KO=0.0847 gr KCl∗ 74.1 5mol5 grKClKCl ∗ 11molmolKClK ∗ 12molmolKKO ∗ 94.1 mol2 grKKOO KCl: m KO=0. 0 535 gr % KO= 0.0.05535034 ∗100=10.63 % Caso (2)

Primera reacción

Segunda reacción

Sistema de ecuaciones 2x2

Caso (1)

2

3. Una muestra de 1.1402 gr que contiene cloruro se disolvió en medio ácido y luego se le añadieron 0.6447 gr de MnO2  (86.94 gr/mol) dando lugar a la siguiente reacción:

 − + →+  

Despues de completarse la reacción, el exceso de MnO2  se lavo y se seco obteniéndose 0.3522 gr. Exprese el resultado de este analisis en terminos del % KCl (74.55 g/mol).

Desarrollo

MnO =MnOtt MnOs =0.64470.3521=0.2926 gr − 1 mol MnO 2 mol C l  m KCl=0.2926 gr MnO ∗ 86.94 gr MnO ∗ 1 mol MnO ∗ 11 molmol KClCl− ∗ 74.1 5mol5 grKClKCl m KCl=0.5018 gr % KCl= 0.1.51018402 ∗100=44.01 %

4. En una muestra de 200 mL de agua natural se determinó el contenido de calcio mediante la precipitación del catión como CaC2O4. El precipitado se filtró, se lavó y se calcino en un crisol cuya masa vacío fue de 26.6002 gr. La masa del crisol más el CaO (56.08 gr/mol) fue de 26.7134 gr. Calcular la concentración de Ca (40.08 gr/mol) en gramos por 100 mL de agua.

Desarrollo

∆ Ca+ →CaCO →CaO m CaO=26.713426.6002=0.1132 gr m Ca++ =0.1132 gr CaO∗ 56.1 0mol8 grCaOCaO ∗ 1 1molmolCaCCaOO ∗ 1 mol1 molCaCCaO ∗ 40.1 0mol8 grCaCa m Ca =0.0809 gr 0.0809 gr→200 mL x gr→100 mL 3

x=0.0809 gr∗ 100200 mLmL =0.0405 gr [Ca+] = 0.1000405mLgr =4.05×10−  mLgr  

5. Se analizó un mineral de hierro disolviendo una muestra de 1.1324 gr en HCl concentrado. La solución resultante se diluyó con agua y se precipitó Fe+3 como óxido de hidratado Fe2O3 x y H2O al agregarle NH3. Después de filtrar y lavar el residuo se calcinó a alta temperatura para producir 0.5394 gr de Fe2O3 puro (159.69 gr/mol). Calcular a) El porcentaje de Fe (55.85 gr/mol) b) El porcentaje de Fe3O4 (231.54 gr/mol) en la muestra

Desarrollo

∆ O Fe→FeO × yHO →Fe ∆ O Fe→FeO × yHO →Fe m Fe=0.5394 gr FeO ∗ 159.1 mol69 grFeFeOO ∗ 1 mol2 molFeFeO ∗ 55.1 8mol5 grFeFe m Fe=0.3773 gr % Fe= 0.1.31773324 ∗100=33.32 % ∆ O 2FeO →3FeO × yHO →3Fe m FeO =0.5394 gr FeO ∗ 159.1 mol69 grFeFeOO ∗ 23 molmol FeFeOO ∗ 231.1 mol54 grFeFeOO m FeO =0.5214 gr % FeO = 0.1.51214324 ∗100=46.04 %

a) Porcentaje de Fe

b) Porcentaje de Fe3O4

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Una muestra de 0.2356 gr que sólo contiene NaCl (58.44 gr/mol) y BaCl2 (208.23 gr/mol) produjo 0.4637 gr de AgCl seco (143.32 gr/mol). Calcular el porcentaje de cada compuesto halogenado en la muestra.

Desarrollo

x gr NaCl 0.2356 gr y gr BaCl →0.4637 gr AgCl NaCl: m AgCl=x gr NaCl∗ 58.1 4mol4 grNaClNaCl ∗ 11molmolNaClCl ∗ 11molmolAgClCl ∗ 143.1 mol32 grAgClAgCl NaCl: m AgCl=2.4524 x gr BaCl: m AgCl=y gr BaCl ∗ 208.1 mol23 grBaClBaCl  ∗ 1 mol2 molBaClCl  ∗ 11molmolAgClCl ∗ 143.1 mol32 grAgClAgCl BaCl: m AgCl=1.3765 y gr

xy=0. 2 356 x=0. 1 296 2.4524x1.3765y=0.4637 y=0.1060 % NaCl= 0.0.12296356 ∗100=55.01 % BaCl = 0.0.12060356 ∗100=44.99

¿Qué masa de AgI (234.77 gr/mol) puede obtenerse a partir de 0.240 g de una muestra que tiene 30.6% de MgI2 (278.105 gr/mol)?

Desarrollo

0.240 gr→30.6% MgI →AgI m AgI=0.240∗(30.1006)gr MgI ∗ 278.1 1mol05 grMgIMgI  ∗ 1 mol2 molMgII  ∗ 11molmolAgII ∗ 234.1 mol77 grAgIAgI m AgI=0.124 gr 5

Una muestra de 0.1799 gr de un compuesto orgánico se quemó en una corriente de oxígeno, el CO2 (44.0 gr/mol) producido se recogió en una solución de Ba(OH)2. Calcular el porcentaje de carbono (12.0 gr/mol) en la muestra si se formaron 0.5613 gr de BaCO3 (197.33 gr/mol)

Desarrollo

0.1799 gr CH  CO   0.5613 gr BaCO Reacción química: CO BaOH →BaCO HO m C=0.5613 gr BaCO ∗ 197.1 mol33 grBaCOBaCO  ∗ 11molmolBaCOCO  ∗ 11molmolCOC  ∗ 112molgr CC m C=0.0341 gr % C= 0.0.01341799 ∗100=18.96 %

Para determinar el porcentaje de K 2SO4*Al2O3*24H2O presente en una muestra de un mineral se pesó 8.5000 gr de ella, se disolvió en forma adecuada y se aforó a 100 mL. De esa solución se tomó una alícuota de 50 mL y se realizó un análisis gravimétrico obteniéndose finalmente 0.1250 gr de Al(OH)3. Determine el % p/p de K 2SO4*Al2O3*24H2O en el mineral.

Desarrollo

8.50000 gr de mineral→% K2SO4 ∗Al2O3 ∗24H2O→0.1250 gr AlOH3 KSO ∗AlO ∗24HO 0.1250 gr AlOH ∗ 1021 molgrAlAlOHOH ∗ 1 mol1 molAlAlOH ∗ 1 mol K2SOmol ∗AlAlOHO ∗24HO Calculo de moles

6.13×10− mol KSO ∗AlO ∗24HO KSO ∗AlO ∗24HO ∗24H22OO m K2SO4 ∗Al2O3 ∗24H2O = 6.13×104 mol ∗ 7081 molgrKK22SOSO44∗Al∗Al22OO33∗24H m K2SO4 ∗Al2O3 ∗24H2O=0.4340 gr Calculo de masa

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0.4340 gr→50 mL x gr→100 mL x=0.4340 gr∗ 10050 mLmL =0.8680 gr % p/p KSO ∗AlO ∗24HO= 8.0.58000680 ∗100=10.21%

10. Para determinar el contenido de aluminio en un mineral que contiene hierro y aluminio, se pesó 1.2000 gr de la muestra, se disolvió y se precipitaron los óxidos, Al2O3 y Fe2O3  que pesaron 0.4500 gr. Previamente se había determinado por un método volumétrico que el mineral contenía un 15% de hierro. Determine el % p/p de aluminio en el mineral.

Desarrollo

x gr Al O   A l   1.200 gr mineral{ Fe →0.4500 gry gr FeO 15= 1.m2000Fe ∗100→mFe=0.1800 gr m FeO =0.1800 gr Fe∗ 55.1 8mol5 grFeFe ∗ 1 mol2 molFeFeO ∗ 159.1 mol7 grFeFeOO  =0.2574 gr m AlO =0.4500m FeO =0.45000.2574=0.1926 gr m Al=0.1926 gr AlO ∗ 101.1 mol96 grAlAlOO ∗ 1 mol2 molAlAlO ∗ 26.1 9mol8 grAlAl =0.1019 gr % Al= 0.1.12019000 ∗100=8.49 %

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11. 0.6000 gr de un mineral que contiene solamente CaO y BaO fueron solubilizados en forma adecuada, la solución fue acidificada, calentada a temperatura cercana a la ebullición y se agregó lentamente H2SO4  1 N, obteniéndose de esa forma 1.1200 gr de la mezcla de sulfatos correspondientes. Calcule el% p/p del Ba y Ca en el mineral.

Desarrollo

  x gr CaSO   C aO      0.6000 gr { BaO  1.120 gr{ y gr BaSO 1 mol CaO 56 gr CaO  m CaO=x gr CaSO ∗ 1361 molgrCaSO ∗ ∗ CaSO 1 mol CaSO 1 mol CaO =0.4118x gr 1 mol BaO 153 gr BaO  m BaO=y gr BaSO ∗ 2331 molgrBaSO ∗ ∗ BaSO 1 mol BaSO 1 mol BaO =0.6567y gr xy=1. 1 2000 x=0. 5 533 0.4118x0.6567y=0.6000 y=0.5667 m Ca=0.41180.5533 gr CaO∗ 156molgr CaOCaO ∗ 11molmolCaOCa ∗ 140molgr CaCa =0.1627 gr m Ba= 0.65670.5667 gr BaO∗ 1531 molgrBaOBaO ∗ 11molmolBaOBa ∗ 1371 molgrBaBa =0.3332 gr % Ca= 0.0.16627000 ∗100=27.11 % % Ba= 0.0.36332000 ∗100=55.53 %

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