4. Расчет результатов анализа
Массу определяемого компонента в гравиметрическом анализе можно рассчитать по формуле:
mопр. в-ва. = mгр. ф.F, (4.1)
где mопр. в-ва. – масса определяемого вещества (или элемента),
mгр. ф. – масса гравиметрической формы (взвешенного осадка),
F – фактор пересчета (гравиметрический фактор).
Массовую долю определяемого вещества рассчитывается по формуле:
(4.2)
где опр. в-ва – массовая доля определяемого вещества, %
mнав. – масса вещества, взятая для анализа.
Пример 4.1. Рассчитать массовую долю магния в анализируемом материале по массе Mg2P2O7, равной 0,3515 г. Навеска образца, взятая для анализа, равна 0,2015 г.
Решение. Гравиметрическая форма – Mg2P2O7. Определяемый компонент – Mg. Молярное соотношение: 2Mg – Mg2P2O7.
Тогда в соответствии с формулой (4.1):
Массовую долю магния в образце рассчитаем по формуле (4.2):
Пример 4.2. Для анализа смеси химически чистых солей NaCl и KCl взята навеска 0,1758 г. Из этой смеси осажден весь хлор в виде AgCl, масса которого оказалась равной 0,4104 г. Сколько грамм NaCl и KCl (по отдельности) было в смеси хлоридов?
Решение. Обозначим x и y – массы NaCl и KCl, соответственно, в смеси хлоридов. Тогда можно пересчитать массу NaCl и массу KCl на массу AgCl, т.е. узнать, сколько грамм AgCl получается из x г NaCl и из y г KCl.
Факторы пересчета:
Тогда: xF1 – масса AgCl, полученного из NaCl,
yF2 – масса AgCl, полученного из КCl.
Таким образом, для решения задачи получаем систему из двух уравнений с двумя неизвестными:
x
+ y = 0,1758 г
xF1 + yF2 = 0.4104 г
Решая систему уравнений, находим x и y:
mNaCl = x = 0,1350 г;
mKCl = y= 0,0408 г.
Задачи
Из 0,3006 г образца технического сульфата кадмия после соответствующей обработки получено 0,1986 г осадка Cd2P2O7. Рассчитать массовую долю кадмия в образце.
Из навески 1,5002 г монацита после соответствующей обработки торий был осажден сначала в виде иодата тория, а затем Th(IO3)4 был переведен в гидроксид тория; последний был отфильтрован, промыт и прокален. Масса полученной гравиметрической формы – 0,0985 г. Рассчитать массовую долю тория в монаците.
При определении азота в органическом соединении он количественно превращен в NH4+-ионы, которые осаждены платинохлористо-водородной кислотой H2[PtCl6]; полученный осадок прокален до полного разложения и взвешен. Рассчитать массовую долю азота в анализируемом соединении, если навеска равна 0,1012 г, а масса прокаленного осадка (Pt) – 0,0572 г.
Образец СаСО3 может содержать в качестве примесей кальциевые соли, не являющиеся карбонатами, или карбонаты, не содержащие кальций. Какая из этих двух возможных примесей имелась в образце, если из его навески получено 0,1846 г СаО и 0,1658 г СО2?
При анализе силиката из навески, равной 1,6000 г, была получена смесь хлористых солей щелочных металлов NaCl, KCl и LiCl общей массой 0,4800 г. В этой смеси были затем определены калий, масса которого оказалась равной 0,0850 г, и хлор, масса которого – 0,3100 г. Вычислить массовые доли Na2O, Li2O и K2O в силикате.
Для анализа смеси химически чистых СаСО3 и SrCO3 была взята навеска, равная 0,9380 г, и подвергнута прокаливанию. Масса прокаленного осадка CaO и SrO оказалась равной 0,5980 г. Определить массовые доли СаСО3 и SrCO3 в смеси.
Из навески 3,0030 г урановой руды после соответствующей обработки уран был осажден в виде UO2NH4PO4; последний был отфильтрован, промыт и прокален до пирофосфата уранила. Масса (UO2)2P2O7 составила 0,1545 г. Какова массовая доля урана в образце?
Для определения тиосульфата натрия его окислили до сульфата и осадили в виде BaSO4. Вычислить, сколько граммов Na2S2O35H2O содержалось во взятом количестве раствора, если масса прокаленного осадка BaSO4 оказалась равной 0,3062 г.
Смесь AgCl и AgBr содержит 71,2 % (масс.) Ag. Вычислить массовые доли каждой из этих солей.
Из навески 0,9876 г смеси х.ч. СаСО3 и MgCO3 после прокаливания получили смесь СаО и MgO общей массой 0,5123 г. Вычислить процентное содержание Са и Mg в исходной смеси.
Из навески 0,8384 г стружек специальной стали после соответствующей обработки было получено 0,1422 г прокаленного Со3О4. Затем для проверки анализа осадок дополнительно прокалили в токе водорода и взвесили. Масса образовавшегося металлического кобальта оказалась равной 0,1032 г. вычислить массовую долю кобальта по первому и второму определению.
Препарат нитрата магния загрязнен хлоридом и бромидом натрия. Навеска 1,1260 г этого препарата растворена и обработана раствором нитрата серебра. Масса осадка равна 0,0980 г. Дальнейшим анализом установлено, что в этом осадке содержится 65,80 % AgCl. Рассчитать массовую долю бромида натрия в препарате.
Из навески кристаллогидрата сульфата железа (II) получено 0,1132 г осадка Fe2O3 и 0,3309 г BaSO4. Могут ли в примеси к основному продукту этого образца находиться сульфаты других металлов или железные соли других кислот?
Найти массовую долю NaCl в смеси хлоридов калия и натрия, если после соответствующей обработки с помощью H2[PtCl6] из 0,2584 г этой смеси получено 0,5408 г K2[PtCl6].
Из навески соли натрия после ее растворения ионы натрия осаждены с помощью цинкуранилацетата, при этом получено 0,9980 г осадка NaZn(UO2)3(CH3COO)96H2O. Сколько граммов натрия содержал образец.
Препарат сульфата натрия перекристаллизован и оставлен на некоторое время открытым. Из навески 0,5248 г этого препарата получено 0,3905 г прокаленного осадка BaSO4. Сколько воды содержит этот препарат (% масс.)? Является он выветрившимся или поглотившим влагу?
Из навески 0,6095 г кристаллической буры Na2B4O7nH2O марки "х.ч." получено 0,2226 г В2О3. Определить массовую долю кристаллиза-ционной воды в препарате.
После растворения навески образца сульфата магния и соответствующей обработки раствора получено 0,2748 г осадка BaSO4 и 0,1280 г осадка Mg2P2O7. Чем загрязнен препарат: сульфатами других металлов или солями магния, не являющихся сульфатами?
Из навески урановой руды 1,0000 г после соответствующей обработки уран был осажден в виде диураната аммония. Осадок отфильтровали, промыли и прокалили до U3O8, масса которого составила 0,1005 г. Рассчитать массовую долю урана в руде. Написать уравнения реакций осаждения и прокаливания.
Из образца технического сульфата цинка 1,1350 г получили осадки: 0,5298 г Zn2P2O7 и 0,9052 г BaSO4. Вычислить процентное содержание основного компонента ZnSO4 и примеси K2SO4 в техническом продукте.
Навеска мрамора 1,8710 г переведена в раствор. После соответствующей обработки получены прокаленные осадки: 1,9650 г CaSO4, 0,1027 г Mg2P2O7, 0,0512 г Fe2O3. Вычислить массовые доли MgO, CaO, FeO в образце.
Требуется проанализировать раствор, содержащий ионы Се3+. Из 250 мл этого раствора церий осадили в виде оксалата Се2(С2О4)3. Осадок отфильтровали, промыли, прокалили, взвесили. Масса оксида СеО2 равна 0,1269 г. Найти массовую концентрацию (г/мл) церия в растворе, а также сделать пересчет на массовую концентрацию Се2О3.
При выполнении анализа из 0,2988 г технического образца NiSO47H2O получено 0,2842 г диметилглиоксимата никеля Ni(C4H7O2N2)2. Вычислить массовую долю основного вещества в образце.
Навеска 1,5200 г карбоната железа (II) переведена в раствор. После окисления железа, осаждения его в виде гидроксида Fe(OH)3 и прокаливания получено 1,0000 г Fe2O3. Рассчитать массовые доли железа и FeO в образце.
Из навески 0,1150 г смеси химически чистых, но содержащих некоторое количество гигроскопической воды, хлоридов натрия и калия получено в ходе анализа 0,2645 г AgCl и 0,0326 г K2[PtCl6]. Определить массовую долю хлорида натрия в смеси.
Из навески известняка 0,5211 г после соответствующей обработки получено 0,2218 г СаО и 0,0146 г Mg2P2O7. Рассчитать массовые доли СаСО3 и MgCO3 в образце.
Найти массовую долю хлорида натрия в смеси, состоящей из СаСО3, MgCO3 и NaCl, если из навески 0,9334 г этой смеси получено 0,1602 г СаО и 0,6459 г Mg2P2O7.
При анализе технических алюмокалиевых квасцов навеску 2,6710 г растворили в 200 мл воды и осадили сульфат бария из полученного раствора. Рассчитать массовую долю алюминия в препарате, если масса прокаленного осадка BaSO4 составила 0,2680 г.
Навеску технического хлорида натрия 0,2120 г растворили в 200 мл воды. Из 20 мл полученного раствора осадили 0,5578 г NaZn(UO2)3(CH3COO)96H2O. Сколько процентов натрия в перерасчете на Na2O содержится в исследуемом образце?
Навеску 0,7000 г х.ч. Fe2O3 и Al2O3 восстановили в токе водорода. Конечный продукт, содержащий Fe и Al2O3, имеет общую массу 0,6350 г. Вычислить процентное содержание Fe2O3 и Al2O3 в исходной смеси.
Из навески 0,5000 г карналлита после растворения, осаждения K2[PtCl6] и восстановления платины получили 0,1308 г Pt. Вычислить массовую долю KCl в карналлите. Пересчитать это содержание на К2О.
Из навески 0,5000 г цинковой руды получили осадок Zn2P2O7 и Cd2P2O7 общей массой 0,7532 г. Из этой смеси выделили сульфид цинка и прокалили его до ZnO, масса которого оказалась 0,3942 г. Вычислить массовые доли цинка и кадмия в руде.
Из навески 1,2000 г специальной стали выделили фосфор в виде (NH4)3P(Mo3O10)4 и после соответствующей обработки получили 0,4450 г гравиметрической формы PbMoO4. Для определения никеля из этой же навески стали осадили диметилглиоксимат никеля Ni(C4H7O2N2)2 массой 0,1812 г. Вычислить массовые доли фосфора и никеля в стали.
Из навески 1,000 г стали получили осадок SiO2 и WO3 общей массой 0,1021 г. После обработки осадка HF и удаления SiO2 масса остатка WO3 стала 0,0712 г. вычислить массовые доли кремния и вольфрама в стали.
Сколько процентов FeO содержится в образце технического железного купороса, если из навески 0,9200 г в результате анализа получили 0,2545 г Fe2O3. Вычислить массовую долю FeSO47H2O в исследуемом образце.
Из навески алюминиевого сплава 5,0000 г получили 0,5022 г ZnHg(SCN)4, 0,1255 г Mg2P2O7 и 0,0560 г SnO2. Сколько процентов (масс.) цинка, магния и олова в сплаве?
Сколько процентов Na2SO4 и NaCl в техническом сульфате натрия, если из навески 0,3500 г было получено 0,5032 г BaSO4 и 0,0130 г AgCl? Пересчитать содержание Na2SO4 и NaCl на абсолютно сухое вещество, если влажность продукта 10,98 %.
Рассчитать массовую долю MgO в исследуемом образце после прокаливания, если до прокаливания навеска состояла из 36,00 % MgCO3, 51,00 % Mg(OH)2, 10,00 % H2O и 3,00 % SiO2.
Для анализа чугуна на содержание в нем серы взяли навеску в 5,9040 г и обработали ее следующим образом: растворили в соляной кислоте, выделившийся из сульфида железа H2S отогнали и поглотили раствором соли кадмия, затем CdS обработали избытком раствора CuSO4 и полученный осадок CuS прокалили. При этом было получено 0,0732 г прокаленного осадка CuO. Вычислить процентное содержание серы в чугуне.
Вычислить общее содержание железа в шлаке, если известно, что в нем содержится 1,26 % FeO и 2,29 % Fe2O3.