Решение задач «Расчеты в гравиметрическом анализе »,
аналитическая химия в Санкт-Петербурге

Расчеты в гравиметрическом анализе Цель: выполнить расчеты в гравиметрическом анализе Задание:1 Расчет содержания определяемого вещества и навески ( решить задачи с1-5); 2.Расчет количества осадителя ( решить задачи с4-9); Ключевые слова: расчет результатов гравиметрического анализа, фактор пересчета. В гравиметрическом анализе обычно находят не абсолютное количество определяемого компонента, а его содержание (масс. доля, %) в анализируемом веществе. Гравиметрический анализ включает два экспериментальных измерения: взвешивание навески и взвешивание продукта известного состава, полученного из этой навески. На основании этих данных обычно рассчитывают содержание определяемого компонента. Если А – определяемый компонент, можно записать где ?А - массовая доля (%) определяемого компонента; mнав – масса навески образца анализируемого вещества; mА – масса определяемого компонента в анализируемом образце. Например, содержание влаги (влажность) определяют, взвешивая навеску влажного образца до и после высушивания. Массу удаленной при высушивании воды рассчитывают по разности: m(H2O) = m(влаж нав) - m(сух нав); m(влаж нав) – масса влажной навески анализируемого вещества; m(сух нав)– масса этой же навески после высушивания. Содержание воды (влаги, влажность) рассчитывают по соотношению Чаще всего масса определяемого компонента непосредственно не измеряется. В методах осаждения выделяют и взвешивают вещество, либо содержащее, либо химически связанное с определяемым компонентом. Расчеты результатов гравиметрического анализа базируются на основных стехиометрических законах химии и могут быть проведены по уравнениям реакций. Рассмотрим некоторые расчеты на примерах. Пример 1. Определение процентного содержания бария в образце, содержащем дигидрат хлорида бария BaCl2·2H2O. Осаждение иона бария проводят по реакции BaCl2·H2O + H2SO4 ? BaSO4 + 2HCl + 2H2O. В соответствии с законами стехиометрии, поскольку из одного моля BaCl2·2H2O образуется один моль BaSO4, справедливо следующее соотношение: в 1 моль (233,4 г) BaSO4 содержится 1 моль (137,3 г) Ва, в m г BaSO4 содержится x г Ва Процентное содержание бария в навеске дигидрата хлорида бария рассчитывают по формуле . При проведении большого числа однотипных, серийных анализов для вычислений в гравиметрии используют фактор пересчета F, называемый также гравиметрическим(аналитическим) фактором(аналитическим множителем): , где а и b - числа, необходимые для уравнивания числа молей определяемого компонента в числителе и знаменателе. Зная фактор пересчета, легко рассчитать массу определяемого компонента (mA) в весовой форме (mос): mA = F·mос Процентное содержание определяемого компонента в анализируемом веществе можно рассчитать по формуле . Например, расчет процентного содержания бария в дигидрате хлорида бария BaCl2·2H2O также можно провести через фактор пересчета: где F – фактор пересчета, равный отношению молярных масс определяемого вещества (Ва) к молярной массе весовой формы BaSO4. В данном случае F=137,3/233,4=0,5883. Пример 2.Определение массы Fe2O3, которую можно получить из m г Fe3O4. Превращение Fe3O4 в Fe2O3 осуществляется по схеме 2 Fe3O4 + [O] ? 3 Fe2O3. Отсюда следует, что из каждого моля Fe3O4 получается 3/2 моля Fe2O3. Число молей Fe2O3 = 3/2 моля Fe3O4 , откуда . Преобразуем полученное выражение: . В данном примере фактор пересчета F равен: . Задачи для самостоятельного решения 1 Расчет содержания определяемого вещества и навески 1. Какую навеску латуни, содержащей 5% олова, нужно взять для определения его в виде диоксида? Ответ: 1,6 г. 2. Сколько процентов MgSO4*7H2O содержит проба технического сульфата магния; если из его навески 0,4085 г. получено 0,1800 г. Mg2P2O7?Ответ: 97,54%. 3. Какой должна быть навеска чугуна с массовой долей серы 2%, если для ее гравиметрического определения в виде сульфата бария, чтобы получить можно было при анализе 0,5 г. осадка? Ответ: 3,435 г. 4. Вычислить массовую долю меди в образце руды, если из 0,4320 г. пробы получено 0,1985 г. Cu(SCN)2. Ответ:23,89%. 5. При гравиметрическом определении свинца из 2,000 г. сплава получено 0,6048 г. PbSO4. Вычислить массовую долю свинца в сплаве. Ответ: 20,69%. 6. Какую навеску FeSO4?7H2O нужно взять для определения в нем железа в виде окиси железа, если максимальный вес весовой формы 0,1 г.? Ответ: 0,3888 г. 7. Какую навеску соли, содержащей по массе 85% Al2(SO4)3·18H2O надо взять, чтобы получить в качестве гравиметрической формы не более 0,15 г Al2O3? Ответ: 1,15г. 8. Рассчитать массовую долю карбоната магния в известняке, если навеска его 0,9866г., а в результате анализа получено 0,4105 г. Mg2P2O7.Ответ: 31,48%. 9. Рассчитайте массу навески известняка для определения кальция в виде его оксалата, если гравиметрической формой служили: а) оксид кальция; б) сульфат кальция; Масса гравиметрической формы 0,1 г. Ответ: а) 0,50 г.; б) 0,23 г. 10. Вычислить массовую долю(%) Fe3O4,если из навески руды массой 0,50000г получили 0,3989г Fe2O3.Ответ