Весовой (гравиметрический) анализ

Основные уравнения

Гравиметрический метод количественного анализа (весовой анализ) основан на точном измерении массы анализируемого вещества или компонента смеси, выделенных в химически чистом виде, или в виде химических соединений точно известного состава.

В методе осаждения определяемый компонент количественно осаждают химическими способами в виде малорастворимого химического соединения постоянного состава.

Массу анализируемого вещества по результатам весового анализа вычисляют по формуле

,

где F – весовой или гравиметрический фактор.

Весовой фактор вычисляют, используя соотношение молярных масс анализируемого вещества и весовой формы:

где – молярная масса соединения определяемого элемента; z – индекс при определяемом элементе в химической формуле весовой формы; М_в.ф. – молярная масса весовой формы; х – индекс при определяемом элементе в химической формуле анализируемого вещества.

Пусть дана масса весовой формы состава . Весовой фактор вещества , содержащего с одинаковый элемент М можно вычислить по формуле

Пусть дана масса весовой формы состава . Весовой фактор вещества , содержащего с одинаковый элемент А можно вычислить по формуле

.

Расчет массовой доли анализируемого вещества в навеске сухой или жидкой пробы по результатам весового анализа выполняют по формуле

m_{в.ф .} ‒ масса весовой формы, г; F – гравиметрический (аналитический) фактор; m _н ‒ масса навески анализируемого вещества, г.

Расчет массовой концентрации анализируемого вещества в пробе раствора выполняют по формуле

- объем пробы раствора, взятого для проведения анализа (аликвоты), мл.

Примеры решения задач

Пример 23. Вычислить массовую долю сульфата алюминия, калия в образце, если из навески массой 0,1710 г получили 0,2680 г сульфата бария.

Решение. 1. Вычислить весовой фактор сульфата алюминия, калия по отношению к весовой форме – сульфату бария

.

2. Вычислить массовую долю сульфата алюминия, калия

.

Пример 24. Из аликвотной части раствора сульфата алюминия объемом 50 мл осадили сульфат бария массой 0,2640 г. Вычислить массовую и молярную концентрацию сульфата алюминия.

Решение. 1. Вычислить весовой фактор сульфата алюминия по отношению к сульфату бария

.

2. Вычислить массовую концентрацию сульфата алюминия

.

3. Вычислить молярную концентрацию сульфата алюминия

.

Задачи для решения

181. Из аликвотной части объёмом 50 мл раствора сульфата алюминия осадили сульфат-ион в виде сульфата бария; масса которого составила 0,2640 г. Вычислить концентрацию сульфата алюминия в г/л и в моль/л.

182. Из навески чугунных стружек массой 2,851 г после соответствующей обработки получено 0,0824 г оксида кремния. Вычислить массовую долю кремния в чугуне.

183. При анализе навески апатита массой 0,1112 г получено 0,9926 г сухого осадка (NH₄)₃PO₄×12MoO₃. Вычислить массовую долю Р₂О₅ в апатите.

184. Из навески известняка массой 0,5210 г, после растворения её, соответствующих осаждений и прокаливания, получено 0,2218 г СаО и 0,0146 г Mg₂P₂O₇. Вычислить массовую долю карбонатов кальция и магния в известняке.

185. Из навески 0,8325 г латуни, состоящей из меди, олова и цинка, при анализе было получено 0,6728 г CuCNS и 0,0423 г SnO₂. Вычислить процентный состав латуни.

186. В навеске 0,1341 г сильвинита определяли содержание калия осаждением его в форме KСlO₄, масса которого составила 0,2206 г. Вычислить массовую долю хлорида калия в сильвините.

187. При анализе сурьмяного блеска Sb₂S₃ была взята навеска массой 0,1872 г. Вся сера была переведена в сульфат-ион, который осадили в виде BaSO₄, масса которого оказалась равной 0,3243 г. Вычислить массовую долю Sb₂S₃ в руде.

188. При анализе навески 0,4620 г пирита получено 1,774 г сульфата бария. При параллельном анализе второй навески 0,4224 г получено 1,6170 г сульфата бария. Каково среднее содержание серы в пирите?

189. Навеску цемента массой 1,8610 г растворили и осадили кальций. Из 250 мл полученного фильтрата отобрали аликвоту объёмом 100 мл и осадили MgNH₄PO₄. После прокаливания получили весовую форму Mg₂P₂O₇, масса которой была равна 0,2516 г. Вычислить массовую долю оксида магния в цементе.

190. При определении содержания оксида алюминия в железной руде осаждением AlPO₄ вместе с алюминием осаждаются фосфаты титана Ti₂P₂O₉ и циркония ZrP₂O₇. Вычислить процентное содержание оксида алюминия в руде, если из навески руды массой 0,2430 г получили осадок фосфатов алюминия, титана и циркония общей массой 0,2512 г, а при дальнейшем анализе руды в ней было найдено 2,40 % титана и 0,050 % циркония.

191. При анализе навески фосфорита массой 0,2140 г получено 0,1536 г Mg₂P₂O₇. Вычислить массовую долю Р₂О₅ в фосфорите.

192. Навеску стали массой 1,0860 г растворили и осадили диметилглиоксимат никеля (NiC₈H₁₄N₄О₄), масса которого составила 0,2136 г. Вычислить массовую долю никеля в стали.

193. Для анализа содержания сульфата алюминия взяли 50 млраствора и осадили сульфат-ион в виде BaSO₄, масса которого равна 0,2640 г. Вычислить концентрацию, выраженную в г/л а) сульфат-иона и б) сульфата алюминия, считая на водную соль Al₂(SO₄)₃·18Н₂О.

194. Из 100 мл раствора бромида натрия осадили бром в виде AgBr. После высушивания вес осадка был равен 0,2510 г. Вычислить концентрацию NaBr, выраженную в г/л.

195. В растворе, приготовленном из железного купороса FeSO₄·7H₂O двухвалентное железо окислили азотной кислотой до трехвалентного и затем осадили в виде гидроксида и прокалили. Вес прокаленного осадка Fe₂O₃ оказался равным 0,2662 г. Написать уравнения реакций и вычислить массу в первоначальном растворе: a) Fe²⁺ и б) FeSO₄·7H₂O.

196. Вычислить массовую долю Na₂O в силикате, если при анализе навески силиката массой 0,6805 гбыло получено 0,1455 гцинкуранилацетата натрия (NaZn(UO₂)₃(С₂Н₃О₂)₉·6Н₂О).

197. Для анализа чугуна на содержание в нем серы взяли навеску в 5,904 ги 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 гпрокаленного осадка СuО. Вычислить массовую долю серы в чугуне.

198. Из навески цемента 1,5000 г получили прокаленный осадок Mg₂P₂O₇ массой 0,2105 г. Сколько процентов MgO содержится в цементе?

199. Осадок, содержащий SiO₂, А1₂О₃ и Fe₂O₃, обработали смесью плавиковой и серной кислот для удаления SiO₂; при этом осадок потерял в весе 0,2607 г. Написать уравнение реакции и вычислить количество кремния в первоначальном осадке.

200. В навеске 0,1341 гхлорида калия, загрязненного хлоридом натрия, определяли содержание калия осаждением в виде KClO₄, масса которого оказалась равной 0,2206 г. Вычислить массовую долю KCl в исследуемом образце.