книги из ГПНТБ / Ярославцев А.А. Сборник задач и упражнений по аналитической химии учеб. пособие

0,1820 г осадка BaS04 . Сколько весит осадок AgCl, полу­ ченный из той же навески?

86.Из навески х. ч. препарата СаСОз после прокали­ вания до постоянной массы получили осадок 0,1124 г. Сколько С 0 2 при этом выделилось?

87.Из навески СаС12 -6Н2 0 получили 0,2020 г СаО. Сколько осадка AgCl получится из той же навески?

88.Образец технического сульфата алюминия не

имеет примесей, содержащих ионы Al 3 4 - и S04 2 ~. Сколько должен весить прокаленный осадок А12 03 , если из навес-' ки получили 0,4264 г BaS04 ?

89. Из навески кристаллогидрата сульфата железа получили осадки Fe 2 0 3 — 0,1132 г и BaS04 — 0,3309 г. Могут ли в примесях к основному продукту образца на­ ходиться сульфаты других металлов или железные соли других кислот?

90.Приготовили смесь хлоридов калия и натрия экви­ молекулярного состава. Провели анализ, в результате ко­ торого из двух одинаковых навесок получили 0,2880 г КгРІСІб и 0,3396 г AgCl. Правильно ли составлена смесь? Если неправильно, то какого компонента в ней больше?

91.Из навески препарата кристаллического сульфата магния получены 0,2748 г BaS04 и 0,1280 г M g 2 P 2 0 7 . Чем

загрязнен препарат —немагниевыми сульфатами или со­ лями магния, не являющимися сульфатами, если в образ­ це нет других ионов, дающих указанные весовые формы?

92. Образец СаСОз может содержать в качестве при­ меси или кальциевые соли, не являющиеся карбонатами, или карбонаты, не содержащие кальция. Которая из этих двух возможных примесей есть в образце, если из навес­

осадка BaS04 . Сколько процентов воды содержит препа­ рат? Выветрился ли он частично во 'Время стояния или, наоборот, поглотил влагу?

94.Взята навеска 0,2584 г смеси х. ч. препаратов хло­ ридов калия и натрия. После обработки получили 0,5408 г осадка K2 PtCl6. Сколько процентов NaCl в смеси?

95.Анализировали смесь х. ч. препаратов СаСОз, MgC03 и NaCl. Из 0,9334 г смеси получили осадки:

0,1602 г СаО и 0,6459 г Mg2 P2 07 . Сколько процентов NaCl

всмеси?

Решение.

21-100 с = — — — = 30 %.

(100 — 30)

Содержание золы во влажном образце будет, наобо­ рот, меньше содержания ее в сухом образце:

П р и м е р 2. Содержание золы в сухом образце тор­ фа 20%. Какова зольность образца до высушивания, ес­ ли влаги в нем содержится 30%?

Решение.

20(100 — 30)

а = loo = 1 4 % -

Делая полный анализ вещества, все определения ве­ дут обычно из воздушно-сухого образца. Его «влажность определяют в отдельной пробе и результаты пересчиты­ вают на абсолютно сухое вещество. Сумма всех резуль­ татов полного анализа вещества (аналитический баланс) должна равняться 100% - Это существенный признак пра­ вильности анализа.

За д а ч и

1.Содержание СаО в меле с влажностью 8,00% равно 50,50%. Сколько процентов СаО в абсолютно сухой про­ бе образца?

2. Проба руды с влажностью 7,12% содержит 20,54% железа. Сколько железа в абсолютно сухой пробе?.

3. Проба 'каменного угля содержит 8,95% золы и

6,25% влаги. Сколько золы в абсолютно сухой пробе об­ разца?

4. Воздушно-сухая проба известняка содержит 39,07% кальция. Навеска этой же пробы 0,9234 г после прокали­ вания стала весить 0,5263 г. Определить процентное со­

исходного продукта 0,9844 г после прокаливания до по­ стоянной массы стала "весить 0,5181 г. Определить про­ центный состав исходного продукта.

15.Навеска образца каменного угля 1,9982 г после удаления влаги и летучих стала весить 1,2612 г. Золь­ ность получившегося кокса 11,32%. Какова зольность исходного образца?

16.Образец каменного угля содержит 8,12% влаги и 24,05% летучих горючих веществ. Из навески кокса, по­ лученного при пробном коксовании образца 1,3875 г, по­ лучили 0,2080 г золы. Сколько процентов золы в исход­ ном образце угля?

17.Не полностью прокаленный образец извести содер­

жал (в % ) : СаО —76,14; MgO—10,40; S i 0 2 —4,00; по­ луторных окислов—1,37; ( С 0 2 + Н 2 0 ) — 8 , 1 2 . Каков со­ став этого же образца, из которого влагу удалили полно­ стью, а содержание С 0 2 уменьшили до 0,5%?

18. Безводный сульфат окиси железа содержит 39,93% Fe 2 0 3 и 60,07% S03 . Каков процентный состав де-

ний— установить их химические формулы. В одних слу­ чаях требуется только установить число атомов каждого элемента в молекуле исследуемого вещества. Например, устанавливают, что в молекулу вещества входят три ато­ ма Са, два атома Р и восемь атомов О, т. е. его формула С а 3 ( Р 0 4 ) 2 . В других случаях полезно представить фор­ мулу вещества как соединение окислов, например А1 2 0 3 Х X3S0 3 . Наконец, состав вещества часто выражают в ви­ де соединения нескольких молекул более простого соста­ ва, например для двойных солей и кристаллогидратов.

Подобные задачи решают в два приема. Сначала на­ ходят отношение числа частиц (атомов, ионов, более про-

входящих в состав молекулы; а, Ъ, с—их процентное со­ держание в анализируемом веществе; х, у, z — число час­ тиц в молекуле простейшего состава.

Затем отношение найденных дробных чисел заменяют отношением ближайших целых чисел.

П р и м е р 1. Анализом установлено, что в состав ве­ щества входит 59,19% Bi, 13,62% S и 27,19% О. Какова простейшая формула анализируемого вещества?

Решение.

Приняв наименьшее число за единицу и разделив на него два других члена отношения, найдем

х: у : z = 1:1,5 : 6.

Так как число частиц в молекуле не может быть вы­ ражено дробным числом, удваиваем величину всех чле­ нов отношения и получаем

х':у:г = 2:Ъ: 12,

т. е. в состав молекулы анализируемого вещества входят 2 атома Ві, 3 атома S и 12 атомов О. Формула вещества

B i 2 ( S 0 4 ) 3 .

Во многих природных химических соединениях часто встречается явление изоморфного замещения. Оно за­ ключается в том, что в соединении один химический эле­ мент частично замещен другим, сходным с ним по ва­ лентности и другим свойствам. Например, в известняках неопределенная часть кальция замещается магнием, и поэтому известняки, взятые в различных местностях, име­ ют различный состав. Чтобы указать на явление изо­ морфного замещения, состав известняка выражают фор­ мулой (Са, Mg)C0 3 . B подобных случаях формула соеди­ нения не может быть найдена непосредственно, так как здесь отношение х: у : z не будет равно отношению це­ лых чисел, что и является признаком изоморфного заме­ щения. В этих случаях, чтобы получить для всех членов отношения целые числа, необходимо суммировать те чле-

13. Корунд состоит из 52,92% А1 и 47,08% О. Найти его химическую формулу.

14.Минерал стибнит состоит из 71,68% Sb и 28,32% S. Найти его химическую формулу.

15.Кристаллогидрат сульфата меди состоит из 63,92%

C11SO4 и 36,08% Н 2 0 . Какой химической формуле соот­ ветствует состав кристаллогидрата?

16.Кристаллогидрат сульфата цинка состоит из

56,14% ZnS04 и 43,86% Н 2 0 . Найти формулу кристал­ логидрата.

54,30% F. Какую химическую формулу он имеет?

20.Какой химической формулой можно выразить со­ став пестрой медной руды (борнит), если она состоит из 63,31% Си; 11,13% Fe и 25,56% S?

21.Фторапатит состоит из 39,74% Са; 18,43% Р; 3,77% F и 38,07% О. Какую химическую формулу он имеет?

22.Определить химическую формулу минерала, со­ держащего 24,95% Fe; 46,46% Сг и 28,59% О.

23.В состав минерала волластонита в основном вхо­ дят: Са —34,50%; Si —24,18%; 0 — 41,32%. Какую хи­ мическую формулу имеет волластонит?

24.Родонит (орлец) в основном имеет следующий со­

25.Один из пирротинов состоит из 60,38% Fe и 39,62% S. Какова его формула?

26.Одним из цеолитов является натролит, состоящий из 12,09% Na; 14,19% А1; 22,16% Si; 42,08% О и 9,48%

легко выделяемой воды. Какова формула этого мине­ рала?

28.Определить химическую формулу вольфрамита, если известно, что он состоит из 6,71% Fe; 11,53% Мп; 60,66% W и 21,10% О.

29.Найти химическую формулу минерала, состоящего

из 20,65% АІ 2 0 3 ; 7,03% Fe2 03 ; 27,65% СаО и 44,55% Si02 . 30. Минерал имеет состав: МпО 46,'36%; СаО 6,91%;

SiO 46,83%. Какова химическая формула минерала?

И. КОСВЕННЫЙ АНАЛИЗ

Все рассмотренные случаи аналитических расчетов сводятся к обработке полученных данных путем состав­ ления и решения одного математического уравнения, со­ держащего одно неизвестное. Но иногда аналитик не имеет возможности получить все данные, необходимые для решения. Тогда можно прибегнуть к более сложному приему вычисления и попытаться воспользоваться таки­ ми данными, на основании которых можно составить си­ стему уравнений с несколькими (обычно двумя) неизве-

-стными. Такой путь анализа называется косвенным. Раз­ берем несколько простейших примеров.

Пр и м е р 1. Установлено, что содержание С 0 2 в сме­ си чистых M g C 0 3 и В а С 0 3 равно 43,97%. Сколько про­

центов каждого компонента содержит смесь?

Решение. Пусть данная смесь содержит а % M g C 0 3

(формулами веществ обозначены их молекулярные веса). Теперь можно определить, сколько процентов С 0 2 в

данной смеси содержит каждый компонент:

Таким образом, мы получили систему из двух уравне­ ний с двумя неизвестными. Решив, найдем: а = 72,50% и

При осаждении каждая молекула NaCl образует одну молекулу AgCl, а молекула NaBr— молекулу AgBr. Сле­ довательно, из х г NaCl образуется:

Из у г NaBr образуется:

i/AgBr (/-187,78 = 1,8249(/ г AgBr. NaBr ~ 102,90

На основании этих данных составляем второе уравнение:

Решив систему уравнений, найдем:

х = 0,0660 г и if = 0,1149 г.

Наконец, определим процентное содержание компонен­ тов:

Результаты косвенных методов анализа гораздо ме­ нее достоверны, чем результаты прямых аналитических методов. К косвенным методам анализа следует прибе­ гать только в случае невозможности прямых методов.

Особенно снижают достоверность результатов косвен­ ного метода анализа даже малейшие погрешности в оп-