Примеры решения задач в методе гравиметрия

ПРИМЕР № 1 Рассчитать массу навески известняка для анализа на содержание влаги, если предполагаемая влажность образца около 10%.

РЕШЕНИЕ: Это определение относится ко 2 типу, поэтому применяем формулу для 2 типа. Из которой находим m _{(навески}) = m _{(остатка)} ^. 100 / W.

m _{(навески)} = 0, 1 ^. 100 / 10 = 1, 0 г. m _{(остатка)} – масса остатка по условию не дана, поэтому принимаем ее равной 0, 1 г для аморфного осадка.

ОТВЕТ: Масса навески известняка для анализа должна быть 0, 1 г.

ПРИМЕР № 2 Какую массу навески угля следует взять для анализа на зольность, если она составляет около 15%?

РЕШЕНИЕ: Определение относится к 1 типу, поэтому воспользуемся соответствующей формулой для этого типа. Массу остатка (по условию не дано) примем равной 0, 1 г.

m _{(навески}) = m _{(остатка}) ^. 100 / W = 0, 1 ^. 100 / 15 = 0, 7 г.

ОТВЕТ: Навеску угля следует взять равной 0, 7 г.

ПРИМЕР № 3 Рассчитать массу навески силикатной породы, содержащую около 5% СаО, которая для определения кальция в виде СаSO₄, если масса осадка СаSO₄ равна 0, 3 г.

РЕШЕНИЕ: Определение относится к 3 типу, поэтому воспользуемся соответствующей формулой для этого типа. Найдем фактор пересчета – F: для этого рассчитаем молярные массы оксида и сульфата кальция, которые соответственно будут равны 56, 68 г ^. моль^-1 и

136, 14 г ^. моль^-1, F = 56, 68 / 136, 14 = 0, 4119.

Находим массу навески: m (навески) = 0, 4119 ^. 0, 3 ^. 100 / 5 = 2, 5 г.

ОТВЕТ: Масса навески силикатной породы, взятой для анализа, должна быть равной 2, 5 г.

ПРИМЕР № 4 Определить массовую долю хлора в хлористом натрии, если навеска ее 0, 1245 г осаждена азотнокислым серебром, а масса весовой формы равна 0, 1563 г.

ДАНО: РЕШЕНИЕ:

m _н = 0, 1245 г Это 3 тип весовых определений.

m _(в.ф.) = 0.1563 г NaCl + AgNO₃ AgCl + NaNO₃

----------------------

W _(Cl) =? %.

W (Cl) = F ^. m _{(осадка)} ^. 100 / m _{(навески)} = 0, 2473 ^. 0, 1563 ^.100 / 0, 1245 = 29%.

F = 35, 5 / 143, 5 = 0, 2473.

ОТВЕТ: Массовая доля хлора в хлористом натрии равна 29%.

ПРИМЕР № 5 Навеска 0, 5062 г магнезита высушена при 15^оС до постоянной массы 0, 5043 г. Высушенный образец прокален, после чего масса стала 0, 2512 г. Вычислить массовую долю: а) гигроскопической влаги; б) СО₂.

ДАНО: РЕШЕНИЕ:

m _н = 0, 5062 г (до высушивания) Определение ведем по 1, 2 типу

m _н = 0, 5043 г (после высушивания) весовых определений.

m _осадка = 0, 2512 г (после прокаливания) W _(влаги) = m_{остатка}^. 100 / m _н.

m _{(остатка)} = m _{н (до высушивания)} – m _{н (после высушивания)} = 0, 5062 – 0, 5043 = 0, 0019 г.

W (влаги) = 0, 0019 ^. 100 / 0, 5062 = 0, 375%.

W (CO₂) = 0, 2512 ^. 100 / 0, 5062 = 49, 62%.

ПРИМЕР № 6 Какой объем 10% раствора Н₂SO₄ пойдет на растворение 0, 2 г железа.

РЕШЕНИЕ: Fe + H₂SO₄ FeSO₄ + H₂

- это уравнение реакции, происходящей при растворении.

1 Используя закон эквивалентов, определим массу Н₂SO₄ и массу Fe в г:

M _{(эквивалента Fe)} = M _r(Fe) = 56 г ^. моль^-1.

M _{(эквивалента серной кислоты)} = М _{r (cерной кислоты)} / 2 = 98 / 2 = 49 г ^. моль^-1.

Рассмотрев соотношение эквивалентов, находим

m (серной кислоты) = 0, 2 ^. 49 / 56 = 0, 175 г.

2 Так как Н₂SO₄ не 100%, а 10%, сделаем пересчет.

m (серной кислоты) = 0, 175 ^. 100 / 10 = 1, 75 г.

3 Находим объем по формуле: V (серной кислоты) = m / р (см³), где р – плотность Н₂SO₄. Для разбавленных растворов равна 1 г/ см³.

V = 1, 75 / 1 = 1, 75 см³.

Учитывая, что объем растворителя должен быть в 2-3 раза больше рассчитанного, ответ будет таким: V = 2 ^. 1, 75 = 3, 5 см³.

ПРИМЕР №7 Сколько процентов составляют потери за счет растворимости при промывании 0, 3 осадка Мg(OH)₂ 250 см³ воды?

РЕШЕНИЕ: На основании ПР (произведения растворимости) гидроксида магния определяем концентрацию ионов магния и равную ей концентрацию Mg(OH)₂ в водном насыщенном растворе.

ПР = С (Mg²⁺) C ² (OH^-) = 6, 0 ^. 10^-10.

Обозначим через X моль/л растворимость гидроксида магния, тогда

С (Mg²⁺) = X.

Отсюда C (OH^-) = 2 X.

Исходя из ПР запишем X ^. (2X)² = 6, 0 ^. 10 ^-10. X = 5, 31 ^.10^-4 моль/ л.

Значит потери за счет растворимости Mg(OH)₂ cоставляют:

5, 31 ^. 10^-4. 58, 320 ^. 250 / 1000 = 7, 74 ^. 10^-3 г Mg(OH)₂,

где 58, 320 г/ моль – молярная масса гидроксида магния.

Или 7, 74 ^. 10^-3. 100 /0, 3 = 2, 58%.

ПРИМЕР № 8 Из навески каменногоугля массой 2, 6248 г после соответствующей обработки получили осадок ВаSO₄ массой 0, 3248 г. Вычислите массовую долю серы в каменном угле. Пересчитайте массовую долю серы на абсолютно сухое вещество, если содержание влаги в нем 2, 58%.

РЕШЕНИЕ: Отнесем к 3 типу определений.

ДАНО:

m (угля) = 2, 6248 г

m (осадка) = 0, 3248 г

-----------------------------

W (S) =? %

РЕШЕНИЕ:

S BaSO₄ BaSO₄

Определяемое Осадок Весовая форма

вещество

W (S) = m(o) ^. 100 ^. F (S / BaSO₄) / m (угля) =

= 0, 3248 ^. 100 ^. (32, 064 / 233, 40) / 2, 6248 = 1, 70%.

Зная массовую долю серы и влажность угля, находим массовую долю серы в абсолютно сухом веществе: W₁(S) = 1, 70 ^. 100 / (100 – 2, 58) = 1, 75%.