Ejercicios Resueltos de Gravimetría [PDF]

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Ejercicios Resueltos de Gravimetría 1. Una muestra impura de Na2B4O7*10H2O peso 0.8400 g, se disolvió en 100 mL. De esta solución se tomó una alícuota de 25 mL y se precipito con KBF4, dicho precipitado se filtró, lavó y disolvió, obteniéndose 0.2500 g de él. Calcule: a) FG b) El % p/p de Na2B4O7*10H2O en la muestra Desarrollo a) Factor gravimétrico (FG) FG =

1 mol KBF4 1 mol B 1 mol Na2 B4 O7 ∗ 10H2 O 381.4 gr Na2 B4 O7 ∗ 10H2 O ∗ ∗ ∗ 125.9 gr KBF4 1 mol KBF4 4 mol B 1 mol Na2 B4 O7 ∗ 10H2 O

FG = 0.7573

gr Na2 B4 O7 ∗ 10H2 O gr KBF4

m Na2 B4 O7 ∗ 10H2 O = 0.2500 gr KBF4 ∗ 0.7573

gr Na2 B4 O7 ∗ 10H2 O = 0.1893 gr gr KBF4

0.1893 gr → 25 mL x gr → 100 mL x = 0.1893 gr ∗ %Na2 B4 O7 ∗ 10H2 O =

100 mL = 0.7572 gr 25 mL 0.7572 gr ∗ 100 = 90.14% 0.8400 gr

2. El sodio y el potasio se determinaron en una muestra de feldespato de 0.5034 gr primero aislando los metales en forma de cloruros combinados. La mezcla de NaCl y KCl pesó 0.1208 gr. Esta mezcla se disolvió en agua y se trató con AgNO3, dando 0.2513 gr de AgCl. Calcular los porcentajes de Na2O y K2O en el feldespato. Desarrollo gr Na2 O (1)

0.5034 gr {

x gr NaCl → 0.1208 gr {

gr K 2 O

1

y gr KCl

x gr NaCl (2) 0.1208 gr {

+ AgNO3 → 0.2513 gr AgCl y gr KCl

Caso (2) Primera reacción NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3 NaCl: m AgCl = x gr NaCl ∗

1 mol NaCl 1 mol AgCl 143.32 gr AgCl ∗ ∗ = 2.452 x gr 58.45 gr NaCl 1 mol NaCl 1 mol AgCl

Segunda reacción KCl + AgNO3 → AgCl + KNO3 KCl: m AgCl = y gr KCl ∗

1 mol KCl 1 mol AgCl 143.32 gr AgCl ∗ ∗ = 1.922 y gr 74.55 gr KCl 1 mol KCl 1 mol AgCl

Sistema de ecuaciones 2x2 x + y = 0.1208 2.452x + 1.922y = 0.2513

x = 0.0361 y = 0.0847

Caso (1) NaCl: m Na2 O = 0.0361 gr NaCl ∗

1 mol NaCl 1 mol Na 1 mol Na2 O 62 gr Na2 O ∗ ∗ ∗ 58.45 gr NaCl 1 mol NaCl 2 mol Na 1 mol Na2 O

= 0.0191 gr 0.0191 ∗ 100 = 3.79 % 0.5034 1 mol KCl 1 mol K 1 mol K 2 O 94.2 gr K 2 O KCl: m K 2 O = 0.0847 gr KCl ∗ ∗ ∗ ∗ 74.55 gr KCl 1 mol KCl 2 mol K 1 mol K 2 O % Na2 O =

KCl: m K 2 O = 0.0535 gr % K2O =

0.0535 ∗ 100 = 10.63 % 0.5034

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3. Una muestra de 1.1402 gr que contiene cloruro se disolvió en medio ácido y luego se le añadieron 0.6447 gr de MnO2 (86.94 gr/mol) dando lugar a la siguiente reacción: 𝐌𝐧𝐎𝟐 (𝐬) + 𝟐𝐂𝐥− + 𝟒𝐇 + → 𝐌𝐧+𝟐 + 𝐂𝐥𝟐 (𝐠) + 𝟐𝐇𝟐 𝐎(𝐥) Despues de completarse la reacción, el exceso de MnO2 se lavo y se seco obteniéndose 0.3522 gr. Exprese el resultado de este analisis en terminos del % KCl (74.55 g/mol).

Desarrollo MnO2 (rxn) = MnO2 (total) − MnO2 (exceso) = 0.6447 − 0.3521 = 0.2926 gr m KCl = 0.2926 gr MnO2 ∗

1 mol MnO2 2 molCl− 1 mol KCl 74.55 gr KCl ∗ ∗ ∗ 86.94 gr MnO2 1 mol MnO2 1 mol Cl− 1 mol KCl

m KCl = 0.5018 gr % KCl =

0.5018 ∗ 100 = 44.01 % 1.1402

4. En una muestra de 200 mL de agua natural se determinó el contenido de calcio mediante la precipitación del catión como CaC2O4. El precipitado se filtró, se lavó y se calcino en un crisol cuya masa vacío fue de 26.6002 gr. La masa del crisol más el CaO (56.08 gr/mol) fue de 26.7134 gr. Calcular la concentración de Ca (40.08 gr/mol) en gramos por 100 mL de agua. Desarrollo ∆

Ca+2 → CaC2 O4 → CaO m CaO = 26.7134 − 26.6002 = 0.1132 gr m Ca+2 = 0.1132 gr CaO ∗

1 mol CaO 1 mol CaC2 O4 1 mol Ca 40.08 gr Ca ∗ ∗ ∗ 56.08 gr CaO 1 mol CaO 1 mol CaC2 O4 1 mol Ca

m Ca+2 = 0.0809 gr 0.0809 gr → 200 mL x gr → 100 mL

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x = 0.0809 gr ∗ [Ca+2 ] =

100 mL = 0.0405 gr 200 mL

0.0405 gr gr = 4.05 × 10−4 [ ] 100 mL mL

5. Se analizó un mineral de hierro disolviendo una muestra de 1.1324 gr en HCl concentrado. La solución resultante se diluyó con agua y se precipitó Fe+3 como óxido de hidratado Fe2O3 x y H2O al agregarle NH3. Después de filtrar y lavar el residuo se calcinó a alta temperatura para producir 0.5394 gr de Fe2O3 puro (159.69 gr/mol). Calcular a) El porcentaje de Fe (55.85 gr/mol) b) El porcentaje de Fe3O4 (231.54 gr/mol) en la muestra Desarrollo ∆

Fe → Fe2 O3 × yH2 O → Fe2 O3 a) Porcentaje de Fe ∆

Fe → Fe2 O3 × yH2 O → Fe2 O3 m Fe = 0.5394 gr Fe2 O3 ∗

1 mol Fe2 O3 2 mol Fe 55.85 gr Fe ∗ ∗ 159.69 gr Fe2 O3 1 mol Fe2 O3 1 mol Fe

m Fe = 0.3773 gr % Fe =

0.3773 ∗ 100 = 33.32 % 1.1324

b) Porcentaje de Fe3O4 ∆

2Fe3 O4 → 3Fe2 O3 × yH2 O → 3Fe2 O3 m Fe3 O4 = 0.5394 gr Fe2 O3 ∗

1 mol Fe2 O3 2 mol Fe3 O4 231.54 gr Fe3 O4 ∗ ∗ 159.69 gr Fe2 O3 3 mol Fe2 O3 1 mol Fe3 O4

m Fe3 O4 = 0.5214 gr % Fe3 O4 =

0.5214 ∗ 100 = 46.04 % 1.1324

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6. Una muestra de 0.2356 gr que sólo contiene NaCl (58.44 gr/mol) y BaCl2 (208.23 gr/mol) produjo 0.4637 gr de AgCl seco (143.32 gr/mol). Calcular el porcentaje de cada compuesto halogenado en la muestra. Desarrollo x gr NaCl 0.2356 gr {

→ 0.4637 gr AgCl y gr BaCl2

NaCl: m AgCl = x gr NaCl ∗

1 mol NaCl 1 mol Cl 1 mol AgCl 143.32 gr AgCl ∗ ∗ ∗ 58.44 gr NaCl 1 mol NaCl 1 mol Cl 1 mol AgCl

NaCl: m AgCl = 2.4524 x gr BaCl2 : m AgCl = y gr BaCl2 ∗

1 mol BaCl2 2 mol Cl 1 mol AgCl 143.32 gr AgCl ∗ ∗ ∗ 208.23 gr BaCl2 1 mol BaCl2 1 mol Cl 1 mol AgCl

BaCl2 : m AgCl = 1.3765 y gr

x + y = 0.2356 2.4524x + 1.3765y = 0.4637

% NaCl =

x = 0.1296 y = 0.1060

0.1296 ∗ 100 = 55.01 0.2356

% BaCl2 =

0.1060 ∗ 100 = 44.99 0.2356

7. ¿Qué masa de AgI (234.77 gr/mol) puede obtenerse a partir de 0.240 g de una muestra que tiene 30.6% de MgI2 (278.105 gr/mol)? Desarrollo 0.240 gr → 30.6% MgI2 → AgI 30.6 1 mol MgI2 2 mol I 1 mol AgI 234.77 gr AgI m AgI = 0.240 ∗ ( ) gr MgI2 ∗ ∗ ∗ ∗ 100 278.105 gr MgI2 1 mol MgI2 1 mol I 1 mol AgI m AgI = 0.124 gr

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8. Una muestra de 0.1799 gr de un compuesto orgánico se quemó en una corriente de oxígeno, el CO2 (44.0 gr/mol) producido se recogió en una solución de Ba(OH)2. Calcular el porcentaje de carbono (12.0 gr/mol) en la muestra si se formaron 0.5613 gr de BaCO3 (197.33 gr/mol) Desarrollo O2

Ba(OH)2

0.1799 gr Cx Hy → CO2 →

0.5613 gr BaCO3

Reacción química: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2 O m C = 0.5613 gr BaCO3 ∗

1 mol BaCO3 1 mol CO2 1 mol C 12 gr C ∗ ∗ ∗ 197.33 gr BaCO3 1 mol BaCO3 1 mol CO2 1 mol C

m C = 0.0341 gr %C=

0.0341 ∗ 100 = 18.96 % 0.1799

9. Para determinar el porcentaje de K2SO4*Al2O3*24H2O presente en una muestra de un mineral se pesó 8.5000 gr de ella, se disolvió en forma adecuada y se aforó a 100 mL. De esa solución se tomó una alícuota de 50 mL y se realizó un análisis gravimétrico obteniéndose finalmente 0.1250 gr de Al(OH)3. Determine el % p/p de K2SO4*Al2O3*24H2O en el mineral.

Desarrollo 8.50000 gr de mineral → % K2 SO4 ∗ Al2 O3 ∗ 24H2 O → 0.1250 gr Al(OH)3 Calculo de moles K 2 SO4 ∗ Al2 O3 ∗ 24H2 O

0.1250 gr Al(OH)3 ∗

1 mol Al(OH)3 1 mol Al 1 mol K 2 SO4 ∗ Al2 O3 ∗ 24H2 O ∗ ∗ 102 gr Al(OH)3 1 mol Al(OH)3 2 mol Al(OH)3

6.13 × 10−4 mol K 2 SO4 ∗ Al2 O3 ∗ 24H2 O Calculo de masa K 2 SO4 ∗ Al2 O3 ∗ 24H2 O −4

m K2 SO4 ∗ Al2 O3 ∗ 24H2 O = 6.13 × 10

m K2 SO4 ∗ Al2 O3 ∗ 24H2 O = 0.4340 gr

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mol ∗

708 gr K2 SO4 ∗ Al2 O3 ∗ 24H2 O 1 mol K2 SO4 ∗ Al2 O3 ∗ 24H2 O

0.4340 gr → 50 mL x gr → 100 mL x = 0.4340 gr ∗ % p/p K 2 SO4 ∗ Al2 O3 ∗ 24H2 O =

100 mL = 0.8680 gr 50 mL

0.8680

8.5000

∗ 100 = 10.21%

10. Para determinar el contenido de aluminio en un mineral que contiene hierro y aluminio, se pesó 1.2000 gr de la muestra, se disolvió y se precipitaron los óxidos, Al2O3 y Fe2O3 que pesaron 0.4500 gr. Previamente se había determinado por un método volumétrico que el mineral contenía un 15% de hierro. Determine el % p/p de aluminio en el mineral. Desarrollo Al 1.200 gr mineral {

x gr Al2 O3

→ 0.4500 gr { y gr Fe2 O3 Fe

m Fe ∗ 100 → mFe = 0.1800 gr 1.2000

15 = m Fe2 O3 = 0.1800 gr Fe ∗

1 mol Fe 1 mol Fe2 O3 159.7 gr Fe2 O3 ∗ ∗ = 0.2574 gr 55.85 gr Fe 2 mol Fe 1 mol Fe2 O3

m Al2 O3 = 0.4500 − m Fe2 O3 = 0.4500 − 0.2574 = 0.1926 gr m Al = 0.1926 gr Al2 O3 ∗

1 mol Al2 O3 2 mol Al 26.98 gr Al ∗ ∗ = 0.1019 gr 101.96 gr Al2 O3 1 mol Al2 O3 1 mol Al

% Al =

0.1019 ∗ 100 = 8.49 % 1.2000

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11. 0.6000 gr de un mineral que contiene solamente CaO y BaO fueron solubilizados en forma adecuada, la solución fue acidificada, calentada a temperatura cercana a la ebullición y se agregó lentamente H2SO4 1 N, obteniéndose de esa forma 1.1200 gr de la mezcla de sulfatos correspondientes. Calcule el% p/p del Ba y Ca en el mineral. Desarrollo x gr CaSO4 CaO H2 SO4 0.6000 gr { → 1.120 gr { y gr BaSO4 BaO m CaO = x gr CaSO4 ∗

1 mol CaSO4 1 mol CaO 56 gr CaO ∗ ∗ = 0.4118x gr 136 gr CaSO4 1 mol CaSO4 1 mol CaO

m BaO = y gr BaSO4 ∗

1 mol BaSO4 1 mol BaO 153 gr BaO ∗ ∗ = 0.6567y gr 233 gr BaSO4 1 mol BaSO4 1 mol BaO

x + y = 1.12000 0.4118x + 0.6567y = 0.6000

x = 0.5533 y = 0.5667

m Ca = (0.4118)(0.5533) gr CaO ∗

1 mol CaO 1 mol Ca 40 gr Ca ∗ ∗ = 0.1627 gr 56 gr CaO 1 mol CaO 1 mol Ca

m Ba = (0.6567)(0.5667) gr BaO ∗

1 mol BaO 1 mol Ba 137 gr Ba ∗ ∗ = 0.3332 gr 153 gr BaO 1 mol BaO 1 mol Ba

% Ca =

0.1627 ∗ 100 = 27.11 % 0.6000

% Ba =

0.3332 ∗ 100 = 55.53 % 0.6000

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