Ejercicios y-soluciones-analisis-gravimetrico

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Ejercicios y Soluciones análisis gravimétrico
Química II (Universitat Rovira i Virgili)
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Ejercicios y Soluciones análisis gravimétrico
Química II (Universitat Rovira i Virgili)
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lOMoARcPSD|9380258

Análisis gravimétrico
Asignatura: Química II Facultat d’Enologia de Tarragona
Dpt. Química Analítica i Química Orgànica Universitat Rovira i Virgili
-1/5
1.- Calcular la cantidad de sulfato de sodio que hay en una muestra a partir de
la cual se obtienen 0.4506 g de BaSO4, por precipitación de los iones sulfato. (R:
0.2742 g de Na2SO4)
Planteamiento: Na2SO4  0’4506 g BaSO4
Muestra  Producto
PM: 142’10 g PM: 233’34 g
Reacción: Ba2+
+ Na2SO4  BaSO4 + 2Na+
Todos los problemas de gravimetrías se solucionan de la misma forma: 1º se plantea qué es la muestra y en qué se convierte. 2º se
calculan los pesos moleculares del producto inicial y el producto final. 3º se determina cuál es la relación estequiométrica entre el
producto inicial y el producto final, independientemente de las reacciones que tienen lugar a lo largo de la experiencia.
Solución:
4
2
4
2
4
2
4
4
2
4
4 SO
Na
g
0’2742
=
SO
Na
mol
1
SO
Na
g
142’10
x
BaSO
mol
1
SO
Na
mol
1
x
g
233’34
BaSO
mol
1
x
BaSO
g
4506
'
0
2.- Calcular el porcentaje de hierro en 1.4026 g de una muestra impura de sal de
Mohr, Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O, sabiendo que a partir de ella se obtienen 0.1948 g de
Fe2O3 (R: 9.89%)
Planteamiento: Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O  0’1948 g Fe2O3
PM: 142’10 g PM: 233’34 g. Pat Fe: 55,85 g
Reacción semiajustada: 2Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O  Fe2O3
Solución:
Fe
9’71%
=
100
x
Fe
mol
1
g
55’85
x
Mohr
sal
mol
1
Fe
mol
1
x
O
Fe
mol
1
Mohr
sal
mol
2
x
g
159’70
O
Fe
mol
1
x
Mohr
sal
g
1’4026
O
Fe
g
0’1948
3
2
3
2
3
2
3.- ¿Qué peso de MgNH4PO4 puede producirse a partir de 1.76 g de muestra que
contiene 49.5% de: a) MgSO4; b) (NH4)2SO4; c) Cu(NH3)4SO4? (R: a) 0.994 g; b) 1.81
g; c) 2.10 g)
a) Planteamiento: 1’76 g, 49’5% MgSO4  MgNH4PO4
PM: 120’31 g PM: 137’28 g
Reacción semiajustada: MgSO4  MgNH4PO4
Solución:
g
0’9941
=
PO
MgNH
mol
1
g
137’28
x
MgSO
mol
1
PO
MgNH
mol
1
x
g
120’31
MgSO
mol
1
x
muestra
g
100
MgSO
g
49’5
x
muestra
g
1’76
4
4
4
4
4
4
4
lOMoARcPSD|9380258

-2/5
b) Planteamiento: 1’76 g, 49’5% (NH4)2SO4  MgNH4PO4
PM: 132’00 g PM: 137’28 g
Reacción semiajustada: (NH4)2SO4  2MgNH4PO4
Solución:
1’8121
=
PO
MgNH
mol
1
g
137’28
x
SO
)
(NH
mol
1
PO
MgNH
mol
2
x
g
132’00
SO
)
(NH
mol
1
x
muestra
g
100
SO
)
(NH
g
49’5
x
muestra
g
1’76
4
4
4
2
4
4
4
4
2
4
4
2
4
c) Planteamiento: 1’76 g, 49’5% Cu(NH3)4SO4  MgNH4PO4
PM: 227’55 g PM: 137’28 g
Reacción semiajustada: Cu(NH3)4SO4 4MgNH4PO4
Solución:
=
PO
MgNH
mol
1
g
137’28
x
SO
)
Cu(NH
mol
1
PO
MgNH
mol
4
x
g
227’55
SO
)
Cu(NH
mol
1
x
muestra
g
100
SO
)
Cu(NH
g
49’5
x
muestra
g
1’76
4
4
4
4
3
4
4
4
4
3
4
4
3
4.- Calcular el peso de AgCl producido cuando 0.525 g de AgI se calientan en
corriente de cloro. Dato: 2AgI(s) + Cl2(g) 2AgCl(s) + I2(g) (R: 0.320 g)
Planteamiento: 0,525 g, AgI  AgCl
PM: 234’77 PM: 143’32 g
Reacción ajustada: 2AgI(s) + Cl2(g)  2AgCl(s) + I2(g)
Solución:
g
0’3205
=
AgI
mol
1
g
143’32
x
AgI
mol
1
AgCl
mol
1
x
g
234’77
AgI
mol
1
x
muestra
g
0’525
5.- Calcular el peso mínimo de urea (pm 60.1) necesario para precipitar el Mg de
0.472 g de una muestra con un 89.5% de MgCl2. Mg2+ + (H2N)2CO + 3H2O 
Mg(OH)2(s) + CO2(g) + 2NH4
+ (R: 0.266 g)
Planteamiento: 0,472g, 89’5% MgCl2  Mg(OH)2
PM: 95’21 g, PMurea: 60’1 g
Reacción ajustada: Mg2+
+ (H2N)2CO+ 3H2O  Mg(OH)2(s) + CO2(g) + 2NH4
+
Solución:
g
0’2667
=
urea
mol
1
g
60’1
x
Mg
mol
1
urea
mol
1
x
MgCl
mol
1
Mg
mol
1
x
MgCl
g
95’21
MgCl
mol
1
x
g
100
MgCl
g
89’5
x
muestra
g
0’472
2
2
2
2
lOMoARcPSD|9380258

-3/5
6.- El tratamiento de 0.5024 g de muestra con un exceso de BaCl2 dio 0.2986 g de
BaSO4. Expresar los resultados de este análisis como porcentaje de: a) Na2SO4; b)
SO2; c) Na2S2O5 (R: a) 36.17%; b) 16.30%; c) 24.21%)
Planteamiento: 0,5024 g + BaCl2 (exc.)  0’2986 g BaSO4(s)
PM: 233’34 g;
PMs: Na2SO4: 142 g; SO2: 64 g, Na2S2O5: 190 g
Solución:
a) 36,17%
=
100
x
SO
Na
mol
1
SO
Na
g
142
x
BaSO
mol
1
SO
Na
mol
1
x
g
233’34
BaSO
mol
1
x
total
g
0’5024
BaSO
g
0’2986
4
2
4
2
4
4
2
4
4
b) 16’30%
=
100
x
SO
mol
1
SO
Na
g
64
x
BaSO
mol
1
SO
mol
1
x
g
233’34
BaSO
mol
1
x
total
g
0’5024
BaSO
g
0’2986
2
4
2
4
2
4
4
c) 24’20%
=
100
x
O
S
Na
mol
1
SO
Na
g
190
x
BaSO
mol
2
O
S
Na
mol
1
x
g
233’34
BaSO
mol
1
x
total
g
0’5024
BaSO
g
0’2986
5
2
2
4
2
4
5
2
2
4
4
7.- El hierro contenido en 0.8504 g de una muestra fue precipitado como
Fe2O3·xH2O por tratamiento con exceso de NH3 y se convirtió en 0.3895 g de Fe2O3
por calcinación a 1000oC. Calcular el porcentaje de FeSO4 en la muestra (R:
87.10%)
0’8504 g Fe () Fe2O3·xH2O 0’3895 g Fe2O3
¿FeSO4? 2FeSO4 Fe2O3 PM 159’70 g
87’10%
=
100
x
FeSO
mol
1
g
151’85
x
O
Fe
mol
1
FeSO
mol
2
x
g
159’70
O
Fe
mol
1
x
total
g
0’8504
O
Fe
g
0’3895
4
3
2
4
3
2
3
2
8.- El As en una muestra de 12.75 g de veneno de hormiga se oxidó hasta el estado
+5 y se precipitó como Ag3AsO4, obteniéndose 0.0916 g. Expresar los resultados de
este análisis como porcentaje de As2O3 (R: 0.154%)
As As5+
0’0916 g Ag3ASO4
¿%As2O3? As2O3 2Ag3AsO4 PM 462’53 g
0’154%
=
100
x
O
As
mol
1
g
197’84
x
AsO
Ag
mol
2
O
As
mol
1
x
g
462’53
AsO
Ag
mol
1
x
total
g
12’75
AsO
Ag
g
0’0916
3
2
4
3
3
2
4
3
4
3
9.- La calcinación de 1.045 g de una muestra de acero en corriente de O2
transformó el C en CO2 que se recogió en un tubo que contenía un absorbente para
el gas. El tubo pesó 15.9733 g al principio y 16.0087 g al final del análisis.
Calcular el porcentaje de carbono en el acero (R: 0.925%)
1’045 g C CO2
¿%C? Pat 12 g PM: 44 g
Peso inicial: 15’9733 g; Peso final: 16’0087 g; peso= 0’0354 g CO2
NH3 / 1000o
C
O2
lOMoARcPSD|9380258

-4/5
0’92%
=
100
x
C
mol
1
g
12
x
CO
mol
1
C
mol
1
x
g
44
CO
mol
1
x
total
g
1’045
CO
g
0’0354
2
2
2
10.- Un método para determinar carbono orgánico soluble en agua de mar consiste
en oxidar la materia orgánica a CO2 con K2S2O8, y después determinar
gravimétricamente el CO2 atrapado en una columna de asbesto recubierto de NaOH.
Una muestra de agua que pesaba 6,234 g produjo 2,378 mg de CO2. Calcular los
mg/l de carbono en el agua de mar. (R: 104,1 ppm)
Materia orgánica CO2 FINAL
6’234 g PM: 44 g 2’378 mg CO2
ppm
104’03
=
l
1
ml
10
x
agua
ml
1
agua
g
1
x
g
1
mg
10
x
C
mol
1
C
g
12
x
CO
mol
1
C
mol
1
x
CO
g
44
CO
mol
1
x
mg
10
g
1
x
agua
g
6’234
CO
mg
2’378 3
3
2
2
2
3
2
11.- Varias muestras de aleaciones que contenían solamente Ag y Cu se analizaron
por disolución en HNO3 introduciendo un exceso de IO3
- y llevando la mezcla
filtrada de AgIO3 y Cu(IO3)2 a peso constante. Utilizar los datos siguientes para
calcular la composición porcentual de las aleaciones.
Peso de muestra (g) Peso del precipitado (g) Respuestas
0.2175
0.2473
0.1864
0.7391
0.7443
0.8506
80.00% Ag 20.00% Cu
90.00% Ag 10.00% Cu
50.00% Ag 50.00% Cu
Ag AgIO3 PM 282’77 g
Cu Cu(IO3)2 PM 413’36 g
I) x g Ag + y g Cu = peso de la muestra
2
3
2
3
2
3
3
3
3
)
Cu(IO
g
6’51y
=
)
Cu(IO
mol
1
g
413’36
x
Cu
mol
1
)
Cu(IO
mol
1
x
g
67’546
Cu
mol
1
x
Ag
g
y
AgIO
g
2’62x
=
AgIO
mol
1
g
282’77
x
Ag
mol
1
AgIO
mol
1
x
g
107’868
Ag
mol
1
x
Ag
g
x
II) 2’62x + 6’51y = peso del precipitado
a) x + y = 0’2175 2,62x + 6’51y = 0’7391
2’62x + 6’51·(0’2175 – x) = 0’7391
-3’890x = -0’6768
x = 0’1740 g Ag
Cu
20%
Ag
80%
=
100
x
total
g
0’2175
Ag
g
0’1740

b) x + y = 0’2473 2’62x + 6’51·(0’2473 – x) = 0’7443
x = 0’2225 g Ag
Cu
10’01%
Ag
89’98%
=
100
x
total
g
0’2473
Ag
g
0’2225

c) x + y = 0’1864 2’62x + 6’51·(0’1864 – x) = 0’8506
K2S2O8 NaOH
HNO3
IO3
-
lOMoARcPSD|9380258

-5/5
x = 0’0933 g Ag
Cu
49’96%
Ag
50’04%
=
100
x
total
g
0’1864
Ag
g
0’0933

12.- Se trituraron y mezclaron bien 20 pastillas dietéticas de Fe con una masa
total de 22,131 g. Se disolvieron 2,998 g del polvo obtenido en HNO3, y se calentó
para transformar todo el hierro en Fe3+. Por adición de NH3, se precipitó
cuantitativamente el Fe en forma de Fe2O3·xH2O, que calcinado dio 0,264 g de
Fe2O3. ¿Cuál era el contenido medio de FeSO4·7H2O de una tableta? (R: 0,339 g)
Fe Fe3+
Fe2O3·xH2O FesO3
2’998 g 0’264 g
Expresión: FeSO4·7H2O, PM: 277’847 PM: 159’70
22’1331 g, 20 pastillas
p
por
g
0’339
=
pastillas
20
g
22’131
x
O
7H
FeSO
mol
1
g
277’847
x
O
Fe
mol
1
O
7H
FeSO
mol
2
x
g
159’70
O
Fe
mol
1
x
analizados
g
2’9980
O
Fe
g
0’264
2
4
3
2
2
4
3
2
3
2


13.- El Zn(C11H19O2)2 es el componente activo de una fórmula magistral para los
pies. Se analizó calcinando 5,143 g de una muestra pulverizada en una mezcla de
ácido nítrico y ácido perclórico, seguida por una precipitación como ZnNH4PO4.
La ignición del precipitado filtrado proporcionó 0,3172 g de pirofosfato de zinc
(Zn2P2O7). Calcula el porcentaje del principio activo en la muestra. (R: 17,49%)
Zn(C11H19O2)2 ZnNH4PO4 Zn2P2O7
5’143 g 0’3172 g
PM: 431’8978 PM: 304’703
17’49%
=
)
O
H
Zn(C
mol
1
g
431’8978
x
O
P
Zn
mol
1
)
O
H
Zn(C
mol
2
x
g
304’70
O
P
Zn
mol
1
x
total
g
5’143
O
P
Zn
g
0’3172
2
19
11
7
2
2
2
19
11
7
2
2
7
2
2
14.- El trabajador desaparecido dentro de un baño (R.W. Ramette, J. Chem. 1988,
65, 800). Hace un tiempo un trabajador de una factoría de colorantes cayó dentro
de un baño que contenía una mezcla concentrada caliente de ácidos nítrico y
sulfúrico. Se disolvió completamente. Puesto que no hubo testigos del accidente, fue
necesario probar que se cayó, para que la esposa pudiese cobrar el dinero del
seguro. El hombre pesaba 70 kg, y un cuerpo humano contiene alrededor de 6,3
partes por mil de fósforo. Se determinó el contenido en fósforo del ácido del baño,
para ver si contenía un cuerpo humano disuelto. El baño contenía 8,00·103 litros
de líquido, de los cuales se analizaron 100,0 ml. Si hubiera caído el hombre al
baño, a) ¿qué cantidad de fósforo se podría esperar en los 100,0 ml? b) Se trató
una muestra de 100,0 ml con reactivo molibdato y se obtuvo un precipitado de
fosfomolibdato amónico (NH4)3[P(Mo12O40]·12H2O. Se secó el precipitado a 110ºC
para eliminar el agua de hidratación, y luego a 400ºC, hasta que se alcanzó un
peso constante de P2O5·24MoO3 (0,3718 g). Cuando se trató una mezcla pura de los
mismos ácidos (no tomados del baño) se obtuvieron 0,0331 g de P2O5·24MoO3
HNO3 NH3
HNO3/HClO4
lOMoARcPSD|9380258

-6/5
(análisis del blanco). ¿Cuánto fósforo había presente en la muestra de 100,0 ml?
¿Estaba disuelto el hombre? (R: a) 5,5 mg/100 ml; b) 5, 834 mg, sí)
a) ml
100
los
en
mg
5’5125
=
g
1
mg
10
x
ml
8Æ10
ml
100
x
cuerpo
g
1000
P
g
6’3
x
kg
1
g
1000
x
kg
70
3
6
Ésta es la cantidad que cabría esperar si se hubiera disuelto el cuerpo en el tanque
b) P  P2O5·24MoO3
0’3718 g la muestra 0’0331 g el blanco
0’3718-0’0331 = 0’3387 g P2O5·24MoO3
qu
ml
100
los
en
mg
5’83
=
g
1
mg
10
x
P
mol
1
g
30’97
x
24MoO
O
P
mol
1
P
mol
2
x
g
3596’068
mol
1
x
24MoO
O
P
g
0’3387
3
3
5
2
3
5
2


Sale mayor cantidad, incluso, de la que cabría esperar, así que el hombre está disuelto.
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