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.

1.- Calcular los factores gravimétricos para convertir: b) Mg2P2O7 en MgO c) Mg2P2O7 en P2O5 a) Fe3O4 en Fe 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 = = 0.7236 PmFe 3O4 231 .55

b) Mg2P2O7 en MgO factor gravimétri co =

2 PmMgO 2 * 40.34 = = 0.3623 PmMg 2 P2 O7 222 .58

c) Mg2P2O7 en P2O5 factor gravimétri co =

PmP2 O5 141 .95 = = 0.6377 PmMg 2 P2 O7 222 .58

d)PbCrO4 en Cr2O3 factor gravimétri co =

PmCr2 O3 152 .0 = = 0.2350 2 * PmPbCrO 4 2 * 161 .60

e)AgCl en KClO3 factor gravimétri co =

PmKClO 3 122 .55 = = 0.8551 PmAgCl 143 .32

f) K2PtCl6 en KCl

factor gravimétri co =

2 PmKCl 2 * 74.55 = = 0.3060 PmK 2 PtCl 6 485 .99

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

+

PatCl PmKCl

+

x

+

y

= 0.2660

0.4759 x

+

0.1161 y

= 0.1418

x

y

y

PatCl PmNaCl

= 0.2660

= 0.1418

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

gramosK = gramosKCl

%K =

PatK 39.1 = 0.1499 = 0.07857 PmKCl 74.6

gramosK 0.07857 * 100 = * 100 = 29.59% gramos muestra 0.2660

gramosNa = gramosNaCl

% Na =

PatNa 22.99 = 0.1161 = 0.04561 PmNaCl 58.5

gramosNa 0.04561 * 100 = * 100 = 17.15% gramos muestra 0.2660

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 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 Pb Fe Zn







Cu PbO2 Fe3+
Fe(OH)3
Fe2O3 Zn2+
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 =

65.4 * 0.8060 = 0.5271gr 100

PmPbO 2 PmPbO 2 = % Pb * grMuestra * PatPb PatPb 0.24 239 .2 * 0.8060 * grPbO 2 = = 2.233 x10 −3 gr 100 207 .2

grPbO 2 = grPb *

PmFe 2 O3 PmFe 2 O3 = % Fe * grMuestra * 2 * PatFe 2 * PatFe 0.56 159.7 grFe 2 O3 = * 0.8060 * = 6.453 x10 −3 gr 100 111.7 grFe 2 O3 = grFe *

PmZn 2 P2 O7 PmZn 2 P2 O7 = % Zn * grMuestra * 2 * PatZn 2 * PatZn 33.8 304.68 grZn 2 P2 O7 = * 0.8060 * = 0.6349 gr 100 130 .74 grZn 2 P2 O7 = grZn *

4

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 +

x x*

PmAgBr PmNaBr

+

y*

x*

PmAgCl PmNaBr

+

y*

x

+

+

y

z

= 0.6500

PmAgI PmNaI

= 0.9390

PmAgCl PmNaI

= 0.6566

+

y

z

= 0.6500

x*

187.58 102.91

+

y*

234.77 149.9

= 0.9390

x*

143.32 102.91

+

y*

143.32 149.9

= 0.6566

De donde: x = 0.36155 gr;

y = 0.2042 gr;

% NaNO3 =

z= 0.08425 gr

grNaNO3 0.08425 *100 = *100 = 12.96% grMuestra 0.6500

5

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 x*

PmAgCl PmNaCl

+

y y*

PmAgCl PmKCl

= 0.1208 = 0.2513

x = 0.0367 gr de NaCl;

x x*

143.32 58.45

+ +

y y*

143.32 74.55

= 0.1208 = 0.2513

y = 0.084 gr de KCl

% Na 2O =

grNa 2O grNaCl PmNa 2O *100 = * *100 grMuestra grMuestra 2 * PatNa

% Na 2O =

0.0367 62 * *100 = 3.77% 0.5034 46

%K 2O =

grK 2 O PmK 2 O grKCl * 100 = * * 100 grMuestra grMuestra 2 * PatK

%K 2O =

0.084 94.2 * * 100 = 10.54% 0.5034 78.2

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 CaC2O4 y MgC2O4, calcular el porcentaje de Ca, Mg e impurezas inertes en la muestra. Sol: 20% Ca y 5.71% Mg.

masa (gr)

150 140 130 120 110 100 90 80 70 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 = 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:

x

+

y

+ I

= 0.4200

x*

PmCaCO3 PmCaC2O4

+

y*

PmMgO PmMgC2O4

= 0.2500

x*

PmCaO PmCaC2O4

+

y*

PmMgO PmMgC2O4

= 0.1584

7

+

x x*

y

+ I

= 0.4200

100.09 128.1

+

y*

40.32 112.34

= 0.2500

56.08 128.1

+

y*

40.32 112.34

= 0.1584

x*

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: %Ca =

grCaC 2 O 4 grCa PatCa * 100 = * * 100 grMuestra grMuestra PmCaC 2 O 4

%Ca =

0.2694 40.08 * * 100 = 20% 0.4200 128 .1

% Mg =

grMgC 2 O 4 grMg PatMg * 100 = * * 100 grMuestra grMuestra PmMgC 2 O 4

% Mg =

0.1107 24.32 * * 100 = 5.71% 0.4200 112 .34

%I =

grImpurezas 0.0399 * 100 = * 100 = 9.5% grMuestra 0.4200

8