4. GRAVIMETRICKÁ STECHIOMETRIE

Pri vážkové analýze (gravimetrii) se ze známé navážky vzorku izoluje vhodnýmzpusobemstanovovaná složka ve forme cisté slouceniny známého chemického složení,jejížhmotnost se zjistí vážením.

Pomer látkového množství stanovované látky n(B) k látkovému množství formykváženín(g) vyplývá z chemických vzorcu stanovované složky a její formy k váženÍ.

(4.1)

m(B)

m(g)(4.2)

Pro hledanou hmotnost stanovované látky platí:

m(B) = fg. m(g) , (4.3)

kde fgse nazývá gravimetrický stechiometrický faktor.

Hodnoty fg lze nalézt pro konkrétní prípady v chemických tabulkách.

Procentový obsah stanovovanélátky p(B) v navážce vzorku (my)lze vypocítat:

navážka vzorku myv g ,. . . . . . . .. 100 %hmotnost stanovovanélátky m(B) v g p(B) %

[%] (4.4)

[%] (4.5)

550 Jaký je vztah pro výpocet hmotnosti stanovované složky (Fe) pomocígravimetrického faktoru a hmotnosti formy k vážení (Fe203) ?(M(Fe)=55,85 glmol; M(Fe203) = 159,7 glmol)

Rešení:n(B) n(Fe) 2

-- --

n(g) n(Fe203) 155

m(B)-

n(B) M(B)-- -->

n(g) m(g)

M(g)

n(B) M(B)- . = fgn(g) M(g)

m(B)p(B) = .100

mv

m(g) . fgp(B)= .100

mv

pili

nebot v 1 molu Fe203jsou obsaženy 2 molyFe.2j:

Pro gravimetrický faktor a hledanou hmotnost stanovovaného železa pak z výšeuvedenýchvztahuplatí:

o

2 M(Fe)/g =-.

1 M(Fe203)

2p\i

m(Fe) . m(Fe203) = 0,6994. m(Fe203)

~ha:1\1

m(Fe) = /g . m(Fe203)neboli

2 55,85

1 159,7a

551 Bylo rozpušteno 0,457 gramu bezvodého síranu železitého. fonty železité bylyvysráženy amoniakem a po vyžíhání hydroxidu bylo získáno 0,1825 g Fe203. Jaký jeprocentový obsah Fe ve vzorku? (M(Fe203) = 159,7 glmol; M(Fe) =55,85 glmol)

Rešení:

~V;b:IV

159,7 g Fe203 2. 55,85g Fe0,1825 g Fe203 . . . . . .. m(B) g Fe

5en:

2. 55,85m(B) = .0,1825 = 0,1276 g

159,7

zjK

Procentový obsah p(B) = . 100 = 27,92 % Fe

5~n:8.hlhl

0,1276

0,457

552 Vypoctete gravimetrické faktory pro prepocet Ag z A~SO4, Fe z Fe203,P z P2Os.24MoO3a P20S z P20s.24MoO3. [0,6997,. 0,6994,. 0,0172,. 0,0395)

~01

553 Bromid se nekdy stanovuje tak, že se vyloucí jako AgBr a ten se v prouduchloru prevede na AgCI, který se pak váží. Jaký bude gravimetrický faktor proprepocet Br- z AgCI ? [0,5575)

~01

554 Molybden byl ve vzorku stanoven sulfidovou metodou. Po vysušení a redukciv proudu vodíku bylo získáno 163,1 mg MoS2.Kolik mg Mo vzorek obsahoval?

[97,8 mg)

~p

555 Vzorek znecišteného (NR.)2Fe(SO4)2váží 0,5013 g a pri gravimetrické analýzeposkytne 0,0968 g Fe203. Kolik procent (NH4)2Fe(SO4hvzorek obsahuje?

[ 68,70 %)

~iv:

556 Stanovte obsah sušiny v procentech ve vzorku, bylo-li 7,5693 g vzorku sušenopri 105 oe po dobu 60 minut a poté cinila hmotnost vzorku (sušiny) 5,0269 g.

[66,41%)

56

.....--

557 Vzorek obsahující NaZSZ03.5HzObyl zoxidován na síran, který byl srážen BaChjako BaS04. Bylo-li naváženo 0,2508 g vzorku a získáno 0,4700 g BaS04, jaký bylobsahsíry a jaký byl obsah NaZSZ03.5HzOv procentech ve vzorku?

[25,74 % a 99,65 %]

558 Ke stanovení drasUku byl navržen tento postup: vyloucí se K3P04.12Mo03,prevedese na PbMoO4 a ten se váží. Z 0,5000 g vzorku se získalo 0,8520 g PbMoO4.Vypoctetekolik procent KzO obsahoval vzorek. [5,47 %]

559 Ve vzorku auripigmentu (AsZS3) byl po oxidaci HN03 vyloucen arsenhorecnatou solucí jako NH4MgAsO4.6HzO.Tato sraženina byla rozpuštena v HCI,arsen byl vyloucen jako sulfid a ve fIltrátu se stanovil horcík, který se pak vážil jakoMgZPZO7.Kolik procent ASZS3vzorek obsahoval, bylo-li odváženo 0,8963 g vzorkua nalezeno0,2719 g M~PZO7. [ 33,54 %]

560 Pri analýze silikátu bylo odváženo 0,9956 g vzorku. Vzorek byl rozloženvytavením a po oddelení SiOz byl roztok doplnen na objem 500 ml. Z tohoto objemubylo odmereno k analýze 200 ml a z nich se získalo 0,0615 g AhOJ a 0,0478 gMgzPZ07.Kolik procent MgO a kolik procent Ah03 vzorek obsahoval?

[4,35 %-a 15,44 %]

561 Smesí kyselin bylo rozloženo 0,7363 g rudy a vzniklý roztok byl doplnenna objem 250 ml. Ze 30 ml tohoto roztoku byl vysrážen N~ZnP04, sraženina sezfiltrovala a jejím žíháním do konstantní hmotnosti bylo získáno 0,0403 g ZnZPZO7.Kolikgramu zinku a kolik procent zinku obsahoval vzorek rudy?

[0,1441 ga19,57%]

562 1,3954 g vzorku bylo prevedeno do roztoku a objem roztoku byl upravenna 50 ml. Z tohoto roztoku se odpipetovalo 15 ml, hliník byl vysrážen8-hydroxychinolinem jako Al(C9I1tiNOha tato sraženina byla vysušena do konstantníhmotnosti. Hmotnost sraženiny po vysušení cinila 0,5000 g. Kolik g a kolik procenthliníku vzorek obsahoval? [0,0979 g a 7,01 %]

563 Kolik ml 3,5% BaCh je treba vzít na vysrážení SO/- jako BaS04 z roztoku,obsahujícího 0,3158 g Ah(S04h.18HzO? [8,46 ml]

564 Kolik ml 2,5% amoniaku je treba na vysrážení Fe(OH)J z 0,5263 g rudy,obsahující 12,50 % Fe? [2,41 ml]

565 Kolik gramu stríbrné slitiny, obsahující 80 % stríbra, musíme navážit, abychompro presné stanovení stríbra ve slitine získali 0,15 g AgCI ? [ O,1411g]

566 0,5078 gramu vzorku BaCh.2HzO bylo opatrne taveno, aby se odstranila voda.Úbytek na váze cinil 0,0742 gramu. Kolik procent BaClz.2HzO bylo v puvodnímvzorku? [ 99,04 %]

57

.

v ,

5. TITRACNI STECHIOMETRlE

Pri rešení prIKladu z titracní stechiometrie je predevším treba správne urcit,v jakém pomeru látkových množství reaguje titracní cinidlo se stanovovanou složkou.Pomer reagujících složek se urcí z chemické rovnice.

Mejme obecnou reakci:

a A + b B === AaBb , (5-1)

kde A stanovovaná látka,B titraCnícinidlo,

a pocet molu stanovovanélátky (stechiometrickýkoeficient látky A),b "" pocetmolutitracníhocinidla(stechiometrickýkoeficientlátkyB).

V bode ekvivalence pro reakci (5-1) platí, že:

n(A) a---

(5.1)n(B) b

a pro stanovovanou látku:

a

n(A) = -. n(B)b

(5.2)

Tak napr. pri titraci NaOH odmerným roztokem HCI na základe reakce:

NaOB + BCI = NaCI + B2O

platí pro pomer látkových množství v bode ekvivalence:

n(NaOH)

n(BCI)

1--1

Pri titraci železnaté soli manganistanemdraselným v kyselém prostredí na základereakce:

5 Fe2+ + MnO4- + 8W = 5Fe3+ + Mn2+ + 4B2O

platí pro pomer látkových množství v bode ekvivalence:

n(Fe21 5--

n(MnO4-) 1

58

~..

~}nrl

T

Jero

56~rO2

(M1

.

5.1. Acidobazické (neutralizacní) titrace

567 Navážka 0,315 g H2C204.2H2Obyla rozpuštena a doplnena na objem 100 ml.K titraci takto pripraveného roztoku bylo bráno 20 ml a spotreba pri titraciDafenolftaleincinila 10,15 ml NaOH. Jaká je presná látková koncentrace odmernéhoro~oku NaOH ? (M(H2C2O4.2H20)= 126,08 g/mol)

Rešení:TitraceH2C2O4.2H20 na indikátor fenolftalein probíhá dZerovnice:

H2C2O4+ 2 NaOH ==== Na2C2O4+ 2 H2O

n(H2C2O4.2H2O) 1==>

1n(H2C204.2H20)= -. n(NaOH)

2n(NaOH) 2

Jestliženavážka0,315g H2C2O4.2H2Oje obsaženave 100 mZroztoku,potom ve 20 mlroztokubraného k titracije obsaženo:

20-.0,315 = 0,063gH2C2O4.2H2O100

m(H2C2O4.2H20) 1= -. V(NaOH). c(NaOH)

2M(H2C2O4.2H2O)

0,063 1

126,08 = -;.0,01015. c(NaOH)

c(NaOH) = 0,0985 mol/!

568 Kolik gramu bezvodého Na2CO3 se musí navážit, aby spotreba pri titraciroztokem HCI o c =0,4 molll na methylenovou oranž cinila 25 ml ?(M(Na2CO3)= 105,99 g/mol)

Rešení:Na2CO3 + 2 HCI ==== 2 NaCZ + CO2 + H2O

n(Na2CO3) 1--

n(HCZ) 2

m(Na2CO3) = 0,5300g59

m(Na2CO3) 1= -. V(HCl). c(HCl)

M(Na2CO3) 2

m(Na2CO3) 1= -.0,025.0,4

105,99 2

pil

.569 K 10 ml roztoku vzorku amoniaku bylo pridáno 20 ml HCI o c =0,0987 mol/l.Pri titraci nadbytku kyseliny se spotrebovalo 9,17 ml NaOH o c =0,1017 mol/l.Kolikg NH3obsahovalvzorek? (M(NH3)=17,04 g /mol)

Rešení:

Látkové množství kyseliny, které zreagovalo s amoniakem (n(HCl)zrea;J,vypocteme tak, žeod puvodního látkového množství HCI (n(HCl)puv) odecteme látkové množství nadbytecnéHCI (n(HCl)nadb),tj. takové množství HCI, které bylo zneutralizováno roztokem NaOHZ rovnice reakce:

HCI + NaOH ==== NaCI + H2Oplyne, že:

n(HCI) 1==> n(HCl)nadb = n(NaOH) "

n(NaOH) 1

n(HCl)zreag = n(HCl)puv- n(HCl)nadb = n(HCI)puv- n(NaOH)

n(HCl)zreag = 0,02. 0,0987 - 0,00917. 0,1017 = 1,0414.1(F3molu

sr

~t~

Vzhledem k rovnici:

NH3 + HCI ==== NH4CI

-- ==> n(NH3) = n(HCl)zreag

2-nNn(NH3) 1

n(HCl)

m(NH3) = n(NH3). M(NH3)

1

5'11

m(NH3) = 1,0414.10-3.17,04 = 0,0177 g 5~n:

570 Kolik procent uhlicitanu draselného obsahovalo 1557 mg vzorku, jestliženavážka byla po rozpuštení doplnena na objem 100 ml vodou a na titraci 15 ml tohotoroztoku se spotrebovalo 10 ml roztoku HCI o c =0,2 mol.dm-3 ?(M(K2CO3) = 138,21 g/mol)

Rešení:Titraceprobíhá dle rovnice:

K2CO3 + 2 HCI ==== 2 KCI + CO2 + H2O

5,

5í2~15

n(K2CO3) 1 57U,o

n(HCI) 2a ~

v 15 ml roztoku braného k titracije obsaženo:1

m(K2CO3) = -. V(HCl). c(HCI) . M(K2CO3)2

57tit

1

m(K2CO3) = -.0,010.0,2.138,21 = 0,13821g2

57'naod

60

ve 100 ml roztoku K2CO3je obsaženo:, 100

m(K2CO3)= -.0,13821 = 0,9214g15

navážka 1557 mg, tj. 1,557g o...0,9214g ....

100%x%

0,9214x = . 100 = 59,18 % K2CO3

1,557

571 Jaká je presná koncentrace (titr) roztoku NaOH v mol/l, jestliže bylospotrebováno na titraci 10 ml kyseliny št'avelové o c = 0,05 mol/l 9,88 ml roztokuNaOH? [0,1012 molll)

572 Kolik g Na2CO3 obsahovalo 200 ml vzorku, spotrebovalo-li se na titraci 25 mltohoto roztoku 12 ml HCI o c = 0,4mol/l?

Na2CO3 + 2 HCI == 2 NaCI + CO2 + H2O [ 2,035 g)

573 Bylo naváženo 0,4532 g vzorku obsahujícího kyselinu octovou. Po rozpuštenínavážky a doplnení na objem 250 ml se na titraci 20 ml vzorku spotrebovalo 15,5 mlNaOHo c =0,01 moU-I. Kolik procent kyseliny octové obsahoval vzorek?

CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O [ 25,68 %)

574 Jaká je presná koncentrace roztoku NaOH v mol/l, spotrebovalo-li se na titraci10 ml HCI o c = 0,0989 mol/ll0,05 ml NaOH ? [ O,0984 molll )

575 Bylo naváženo 0,3532 g vzorku obsahujícího kyselinu mravencí. Po rozpuštenínavážky a doplnení na objem 150 cm3 se na titraci 20 cm3 vzorku spotrebovalo5,5cm3NaOH o c =0,01 mol.dm-3.Kolik % kyseliny mravencí obsahoval vzorek?

HCOOH + NaOH = HCOONa + H2O [5,38%)

576 Bylo naváženo 0,24 g Na2CO3 a po rozpuštení byl roztok doplnen na objem250 ml. K titraci bylo odebráno 12 ml roztoku Na2CO3 a pri titraci se spotrebovalo15ml roztoku HCI. Jaká byla látková koncentrace HCI ?

Na2CO3 + 2HCI == 2 NaCI + CO2 + H2O [0,0145 mol/I)

577 K 1 g amonných solí rozpuštených ve vode byl pridán alkalický hydroxid.Uvolnený plynný amoniak byl predestilován do predlohy obsahující 20 ml HCIo c = 1,2421 mol/l. Prebytek kyseliny byl titrován NaOH o c = 0,9899 mol/la spotrebovalo se jej 6,54 ml. Kolik procent NR3 obsahoval vzorek? [31,30 %)

578 Kolik miligramu uhlicitanu sodného se musí navážit, aby se pri acidimetrickétitraci spotrebovalo 0,0125 dm3 roztoku HCI o c =0,800 mol/dm3 ?

Na2CO3 + 2 HCI = 2 NaCI + CO2 + H2O [530,0 mg)

579 Jakou molární hmotnost v glmol má jednosytná organická kyselina, jestliže sena navážku 0,4236 g vzorku pri titraci na fenolftalein spotrebovalo 26,85 mlodmerného roztoku NaOH o koncentraci c =0,09655 mol/l ? [ 163,4 g/mol)

61