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 HNO3 y se electrolizan. Se deposita Cu en el cátodo y PbO2 en el ánodo. Cuando se añade NH3 a la solución residual precipita Fe(OH)3 que se calcina a Fe2O3. El Zn del filtrado se precipita como ZnNH4PO4 y el precipitado se calcina a Zn2P2O7. ¿Qué pesos se depositaron sobre los electrodos y cuáles fueron los pesos del resto de los precipitados? Sol: 0.5271 g Cu, 2.23 10-3 g PbO2, 6.45 10-3 g Fe2O3, 0.635 g de Zn2P2O7. 4.- Una mezcla de NaBr, NaI y NaNO3 pesa 0.6500 g. Al tratarla con AgNO3 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 NaNO3 en la muestra original? Sol: 12.96%. 5.- El sodio y potasio se determinaron en una muestra de feldespato 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 AgNO3, dando 0.2513 g de AgCl. Calcular los porcentajes de Na2O y K2O en el feldespato. Sol: Na2O 3.77% y K2O 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 CaC2O4 y MgC2O4, calcular el porcentaje de Ca, Mg e impurezas inertes en la muestra. Sol: 20% Ca y 5.71% Mg, 9.5% I.

2

7236.055.231

85.55*33

43

===OPmFe

PatFecogravimétrifactor

3623.058.222

34.40*22

722

===OPPmMg

PmMgOcogravimétrifactor

6377.058.222

95.141

722

52 ===OPPmMg

OPmPcogravimétrifactor

2350.060.161*2

0.152

*2 4

32 ===PmPbCrO

OPmCrcogravimétrifactor

8551.032.143

55.1223 ===PmAgCl

PmKClOcogravimétrifactor

3060.099.485

55.74*22

62

===PtClPmK

PmKClcogravimétrifactor

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 b) Mg2P2O7 en MgO c) Mg2P2O7 en P2O5 d)PbCrO4 en Cr2O3 e)AgCl en KClO3 f) K2PtCl6 en KCl En el hexacloroplatinato de dipotasio encontramos como mucho 2 de cloruro potásico

3

07857.06.74

1.391499.0 ===

PmKCl

PatKgramosKClgramosK

%59.29100*2660.0

07857.0100*% ===

muestragramos

gramosKK

04561.05.58

99.221161.0 ===

PmNaCl

PatNagramosNaClgramosNa

%15.17100*2660.0

04561.0100*% ===

muestragramos

gramosNaNa

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:

1418.01161.04759.0

2660.0

1418.0

2660.0

=+

=+

=+

=+

yx

yx

PmNaCl

PatCly

PmKCl

PatClx

yx

x = 0.1499 g de KCl y = 0.1161 g de NaCl

4

grgrMuestraCugrCu 5271.08060.0*100

4.65*% ===

grxgrPbO

PatPb

PmPbOgrMuestraPb

PatPb

PmPbOgrPbgrPbO

32

222

10233.22.207

2.239*8060.0*

100

24.0

**%*

−==

==

grxOgrFe

PatFe

OPmFegrMuestraFe

PatFe

OPmFegrFeOgrFe

332

323232

10453.67.111

7.159*8060.0*

100

56.0*2

**%*2

*

−==

==

grOPgrZn

PatZn

OPPmZngrMuestraZn

PatZn

OPPmZngrZnOPgrZn

6349.074.130

68.304*8060.0*

100

8.33*2

**%*2

*

722

722722722

==

==

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 HNO3 y se electrolizan. Se deposita Cu en el cátodo y PbO2 en el ánodo. Cuando se añade NH3 a la solución residual precipita Fe(OH)3 que se calcina a Fe2O3. El Zn del filtrado se precipita como ZnNH4PO4 y el precipitado se calcina a Zn2P2O7. ¿Qué pesos se depositaron sobre los electrodos y cuáles fueron los pesos del resto de los precipitados? Sol: 0.5271 g Cu, 2.23 10-3 g PbO2, 6.45 10-3 g Fe2O3, 0.635 g de Zn2P2O7. Cu � Cu Pb � PbO2

Fe � Fe3+ � Fe(OH)3 � Fe2O3 Zn � Zn2+ � ZnNH4PO4 � Zn2P2O7 Salvo el cobre que se pesa como tal, el peso del resto de los metales se obtiene utilizando el factor gravimétrico.

5

6566.0**

9390.0**

6500.0

=+

=+

=++

PmNaI

PmAgCly

PmNaBr

PmAgClx

PmNaI

PmAgIy

PmNaBr

PmAgBrx

zyx

6566.09.149

32.143*

91.102

32.143*

9390.09.149

77.234*

91.102

58.187*

6500.0

=+

=+

=++

yx

yx

zyx

%96.12100*6500.0

08425.0100*% 3

3 ===grMuestra

grNaNONaNO

4.- Una mezcla de NaBr, NaI y NaNO3 pesa 0.6500 g. Al tratarla con AgNO3 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 NaNO3 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 De donde: x = 0.36155 gr; y = 0.2042 gr; z= 0.08425 gr

6

2513.0**

1208.0

=+

=+

PmKCl

PmAgCly

PmNaCl

PmAgClx

yx

2513.055.74

32.143*

45.58

32.143*

1208.0

=+

=+

yx

yx

%77.3100*46

62*

5034.0

0367.0%

100**2

*100*%

2

222

==

==

ONa

PatNa

OPmNa

grMuestra

grNaCl

grMuestra

OgrNaONa

%54.10100*2.78

2.94*

5034.0

084.0%

100**2

*100*%

2

222

==

==

OK

PatK

OPmK

grMuestra

grKCl

grMuestra

OgrKOK

5.- El sodio y potasio se determinaron en una muestra de feldespato 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 AgNO3, dando 0.2513 g de AgCl. Calcular los porcentajes de Na2O y K2O en el feldespato. Sol: Na2O 3.77% y K2O 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 = 0.0367 gr de NaCl; y = 0.084 gr de KCl

7

1584.0**

2500.0**

4200.0

4242

4242

3

=+

=+

=++

OPmMgC

PmMgOy

OPmCaC

PmCaOx

OPmMgC

PmMgOy

OPmCaC

PmCaCOx

Iyx

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100Temperatura ºC

0102030405060708090

100110120130140150

masa

(gr)

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 CaC2O4 y MgC2O4, calcular el porcentaje de Ca, Mg e impurezas inertes en la muestra. Sol: 20% Ca y 5.71% Mg. Si llamamos: x = grCaC2O4; y = grMgC2O4; 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 (CaCO3). 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:

8

1584.034.112

32.40*

1.128

08.56*

2500.034.112

32.40*

1.128

09.100*

4200.0

=+

=+

=++

yx

yx

Iyx

%20100*1.128

08.40*

4200.0

2694.0%

100**100*%42

42

==

==

Ca

OPmCaC

PatCa

grMuestra

OgrCaC

grMuestra

grCaCa

%71.5100*34.112

32.24*

4200.0

1107.0%

100**100*%42

42

==

==

Mg

OPmMgC

PatMg

grMuestra

OgrMgC

grMuestra

grMgMg

%5.9100*4200.0

0399.0100*

Imp% ===

grMuestra

urezasgrI

De donde: x = 0.2694 gr CaC2O4; y= 0.1107 gr MgC2O4; I = 0.0399 gr Para obtener los porcentajes de Ca, Mg e I se han de calcular primero los gramos de Ca y Mg: