Расчет результатов анализа

Массу определяемого компонента в гравиметрическом анализе можно рассчитать по формуле:

m _{опр. в-ва.} = m _{гр. ф.}× F, (4.1)

где m _{опр. в-ва.} – масса определяемого вещества (или элемента),

m _{гр. ф.} – масса гравиметрической формы (взвешенного осадка),

F – фактор пересчета (гравиметрический фактор).

Массовую долю определяемого вещества рассчитывается по формуле:

(4.2)

где w_{опр. в-ва} – массовая доля определяемого вещества, %

m _нав. – масса вещества, взятая для анализа.

Пример 4.1. Рассчитать массовую долю магния в анализируемом материале по массе Mg₂P₂O₇, равной 0,3515 г. Навеска образца, взятая для анализа, равна 0,2015 г.

Решение. Гравиметрическая форма – Mg₂P₂O₇. Определяемый компонент – Mg. Молярное соотношение: 2Mg – Mg₂P₂O₇.

Тогда в соответствии с формулой (4.1):

Массовую долю магния в образце рассчитаем по формуле (4.2):

Пример 4.2. Для анализа смеси химически чистых солей NaCl и KCl взята навеска 0,1758 г. Из этой смеси осажден весь хлор в виде AgCl, масса которого оказалась равной 0,4104 г. Сколько грамм NaCl и KCl (по отдельности) было в смеси хлоридов?

Решение. Обозначим x и y – массы NaCl и KCl, соответственно, в смеси хлоридов. Тогда можно пересчитать массу NaCl и массу KCl на массу AgCl, т.е. узнать, сколько грамм AgCl получается из x г NaCl и из y г KCl.

Факторы пересчета:

Тогда: x × F ₁ – масса AgCl, полученного из NaCl,

y × F ₂ – масса AgCl, полученного из КCl.

Таким образом, для решения задачи получаем систему из двух уравнений с двумя неизвестными:

x + y = 0,1758 г

x × F ₁ + y × F ₂ = 0.4104 г

Решая систему уравнений, находим x и y:

m _NaCl = x = 0,1350 г;

m _KCl = y = 0,0408 г.

Задачи

201. Из 0,3006 г образца технического сульфата кадмия после соответствующей обработки получено 0,1986 г осадка Cd₂P₂O₇. Рассчитать массовую долю кадмия в образце.

202. Из навески 1,5002 г монацита после соответствующей обработки торий был осажден сначала в виде иодата тория, а затем Th(IO₃)₄ был переведен в гидроксид тория; последний был отфильтрован, промыт и прокален. Масса полученной гравиметрической формы – 0,0985 г. Рассчитать массовую долю тория в монаците.

203. При определении азота в органическом соединении он количественно превращен в NH₄⁺-ионы, которые осаждены платинохлористо-водородной кислотой H₂[PtCl₆]; полученный осадок прокален до полного разложения и взвешен. Рассчитать массовую долю азота в анализируемом соединении, если навеска равна 0,1012 г, а масса прокаленного осадка (Pt) – 0,0572 г.

204. Образец СаСО₃ может содержать в качестве примесей кальциевые соли, не являющиеся карбонатами, или карбонаты, не содержащие кальций. Какая из этих двух возможных примесей имелась в образце, если из его навески получено 0,1846 г СаО и 0,1658 г СО₂?

205. При анализе силиката из навески, равной 1,6000 г, была получена смесь хлористых солей щелочных металлов NaCl, KCl и LiCl общей массой 0,4800 г. В этой смеси были затем определены калий, масса которого оказалась равной 0,0850 г, и хлор, масса которого – 0,3100 г. Вычислить массовые доли Na₂O, Li₂O и K₂O в силикате.

206. Для анализа смеси химически чистых СаСО₃ и SrCO₃ была взята навеска, равная 0,9380 г, и подвергнута прокаливанию. Масса прокаленного осадка CaO и SrO оказалась равной 0,5980 г. Определить массовые доли СаСО₃ и SrCO₃ в смеси.

207. Из навески 3,0030 г урановой руды после соответствующей обработки уран был осажден в виде UO₂NH₄PO₄; последний был отфильтрован, промыт и прокален до пирофосфата уранила. Масса (UO₂)₂P₂O₇ составила 0,1545 г. Какова массовая доля урана в образце?

208. Для определения тиосульфата натрия его окислили до сульфата и осадили в виде BaSO₄. Вычислить, сколько граммов Na₂S₂O₃×5H₂O содержалось во взятом количестве раствора, если масса прокаленного осадка BaSO₄ оказалась равной 0,3062 г.

209. Смесь AgCl и AgBr содержит 71,2 % (масс.) Ag. Вычислить массовые доли каждой из этих солей.

210. Из навески 0,9876 г смеси х.ч. СаСО₃ и MgCO₃ после прокаливания получили смесь СаО и MgO общей массой 0,5123 г. Вычислить процентное содержание Са и Mg в исходной смеси.

211. Из навески 0,8384 г стружек специальной стали после соответствующей обработки было получено 0,1422 г прокаленного Со₃О₄. Затем для проверки анализа осадок дополнительно прокалили в токе водорода и взвесили. Масса образовавшегося металлического кобальта оказалась равной 0,1032 г. вычислить массовую долю кобальта по первому и второму определению.

212. Препарат нитрата магния загрязнен хлоридом и бромидом натрия. Навеска 1,1260 г этого препарата растворена и обработана раствором нитрата серебра. Масса осадка равна 0,0980 г. Дальнейшим анализом установлено, что в этом осадке содержится 65,80 % AgCl. Рассчитать массовую долю бромида натрия в препарате.

213. Из навески кристаллогидрата сульфата железа (II) получено 0,1132 г осадка Fe₂O₃ и 0,3309 г BaSO₄. Могут ли в примеси к основному продукту этого образца находиться сульфаты других металлов или железные соли других кислот?

214. Найти массовую долю NaCl в смеси хлоридов калия и натрия, если после соответствующей обработки с помощью H₂[PtCl₆] из 0,2584 г этой смеси получено 0,5408 г K₂[PtCl₆].

215. Из навески соли натрия после ее растворения ионы натрия осаждены с помощью цинкуранилацетата, при этом получено 0,9980 г осадка NaZn(UO₂)₃(CH₃COO)₉×6H₂O. Сколько граммов натрия содержал образец.

216. Препарат сульфата натрия перекристаллизован и оставлен на некоторое время открытым. Из навески 0,5248 г этого препарата получено 0,3905 г прокаленного осадка BaSO₄. Сколько воды содержит этот препарат (% масс.)? Является он выветрившимся или поглотившим влагу?

217. Из навески 0,6095 г кристаллической буры Na₂B₄O₇×nH₂O марки "х.ч." получено 0,2226 г В₂О₃. Определить массовую долю кристаллиза-ционной воды в препарате.

218. После растворения навески образца сульфата магния и соответствующей обработки раствора получено 0,2748 г осадка BaSO₄ и 0,1280 г осадка Mg₂P₂O₇. Чем загрязнен препарат: сульфатами других металлов или солями магния, не являющихся сульфатами?

219. Из навески урановой руды 1,0000 г после соответствующей обработки уран был осажден в виде диураната аммония. Осадок отфильтровали, промыли и прокалили до U₃O₈, масса которого составила 0,1005 г. Рассчитать массовую долю урана в руде. Написать уравнения реакций осаждения и прокаливания.

220. Из образца технического сульфата цинка 1,1350 г получили осадки: 0,5298 г Zn₂P₂O₇ и 0,9052 г BaSO₄. Вычислить процентное содержание основного компонента ZnSO₄ и примеси K₂SO₄ в техническом продукте.

221. Навеска мрамора 1,8710 г переведена в раствор. После соответствующей обработки получены прокаленные осадки: 1,9650 г CaSO₄, 0,1027 г Mg₂P₂O₇, 0,0512 г Fe₂O₃. Вычислить массовые доли MgO, CaO, FeO в образце.

222. Требуется проанализировать раствор, содержащий ионы Се³⁺. Из 250 мл этого раствора церий осадили в виде оксалата Се₂(С₂О₄)₃. Осадок отфильтровали, промыли, прокалили, взвесили. Масса оксида СеО₂ равна 0,1269 г. Найти массовую концентрацию (г/мл) церия в растворе, а также сделать пересчет на массовую концентрацию Се₂О₃.

223. При выполнении анализа из 0,2988 г технического образца NiSO₄×7H₂O получено 0,2842 г диметилглиоксимата никеля Ni(C₄H₇O₂N₂)₂. Вычислить массовую долю основного вещества в образце.

224. Навеска 1,5200 г карбоната железа (II) переведена в раствор. После окисления железа, осаждения его в виде гидроксида Fe(OH)₃ и прокаливания получено 1,0000 г Fe₂O₃. Рассчитать массовые доли железа и FeO в образце.

225. Из навески 0,1150 г смеси химически чистых, но содержащих некоторое количество гигроскопической воды, хлоридов натрия и калия получено в ходе анализа 0,2645 г AgCl и 0,0326 г K₂[PtCl₆]. Определить массовую долю хлорида натрия в смеси.

226. Из навески известняка 0,5211 г после соответствующей обработки получено 0,2218 г СаО и 0,0146 г Mg₂P₂O₇. Рассчитать массовые доли СаСО₃ и MgCO₃ в образце.

227. Найти массовую долю хлорида натрия в смеси, состоящей из СаСО₃, MgCO₃ и NaCl, если из навески 0,9334 г этой смеси получено 0,1602 г СаО и 0,6459 г Mg₂P₂O₇.

228. При анализе технических алюмокалиевых квасцов навеску 2,6710 г растворили в 200 мл воды и осадили сульфат бария из полученного раствора. Рассчитать массовую долю алюминия в препарате, если масса прокаленного осадка BaSO₄ составила 0,2680 г.

229. Навеску технического хлорида натрия 0,2120 г растворили в 200 мл воды. Из 20 мл полученного раствора осадили 0,5578 г NaZn(UO₂)₃(CH₃COO)₉×6H₂O. Сколько процентов натрия в перерасчете на Na₂O содержится в исследуемом образце?

230. Навеску 0,7000 г х.ч. Fe₂O₃ и Al₂O₃ восстановили в токе водорода. Конечный продукт, содержащий Fe и Al₂O₃, имеет общую массу 0,6350 г. Вычислить процентное содержание Fe₂O₃ и Al₂O₃ в исходной смеси.

231. Из навески 0,5000 г карналлита после растворения, осаждения K₂[PtCl₆] и восстановления платины получили 0,1308 г Pt. Вычислить массовую долю KCl в карналлите. Пересчитать это содержание на К₂О.

232. Из навески 0,5000 г цинковой руды получили осадок Zn₂P₂O₇ и Cd₂P₂O₇ общей массой 0,7532 г. Из этой смеси выделили сульфид цинка и прокалили его до ZnO, масса которого оказалась 0,3942 г. Вычислить массовые доли цинка и кадмия в руде.

233. Из навески 1,2000 г специальной стали выделили фосфор в виде (NH₄)₃P(Mo₃O₁₀)₄ и после соответствующей обработки получили 0,4450 г гравиметрической формы PbMoO₄. Для определения никеля из этой же навески стали осадили диметилглиоксимат никеля Ni(C₄H₇O₂N₂)₂ массой 0,1812 г. Вычислить массовые доли фосфора и никеля в стали.

234. Из навески 1,000 г стали получили осадок SiO₂ и WO₃ общей массой 0,1021 г. После обработки осадка HF и удаления SiO₂ масса остатка WO₃ стала 0,0712 г. вычислить массовые доли кремния и вольфрама в стали.

235. Сколько процентов FeO содержится в образце технического железного купороса, если из навески 0,9200 г в результате анализа получили 0,2545 г Fe₂O₃. Вычислить массовую долю FeSO₄×7H₂O в исследуемом образце.

236. Из навески алюминиевого сплава 5,0000 г получили 0,5022 г ZnHg(SCN)₄, 0,1255 г Mg₂P₂O₇ и 0,0560 г SnO₂. Сколько процентов (масс.) цинка, магния и олова в сплаве?

237. Сколько процентов Na₂SO₄ и NaCl в техническом сульфате натрия, если из навески 0,3500 г было получено 0,5032 г BaSO₄ и 0,0130 г AgCl? Пересчитать содержание Na₂SO₄ и NaCl на абсолютно сухое вещество, если влажность продукта 10,98 %.

238. Рассчитать массовую долю MgO в исследуемом образце после прокаливания, если до прокаливания навеска состояла из 36,00 % MgCO₃, 51,00 % Mg(OH)₂, 10,00 % H₂O и 3,00 % SiO₂.

239. Для анализа чугуна на содержание в нем серы взяли навеску в 5,9040 г и 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 г прокаленного осадка CuO. Вычислить процентное содержание серы в чугуне.

240. Вычислить общее содержание железа в шлаке, если известно, что в нем содержится 1,26 % FeO и 2,29 % Fe₂O₃.

Варианты индивидуальных заданий

№	Номера заданий	№	Номера заданий
	1, 41, 81, 121, 161, 201		16, 64, 115, 138, 191, 231
	40, 42, 101, 122, 162, 202		25, 65, 95, 139, 192, 232
	2, 43, 82, 144, 163, 203		17, 73, 116, 157, 193, 233
	39, 66, 102, 123, 164, 204		24, 47, 94, 140, 194, 234
	3, 44, 83, 145, 165, 205		18, 48, 120, 149, 195, 235
	38, 45, 103, 124, 166, 206		23, 55, 96, 141, 196, 236
	4, 46, 84, 146, 167, 207		19, 56, 107, 159, 197, 237
	37, 67, 100, 125, 168, 208		22, 78, 97, 142, 198, 238
	5, 74, 109, 147, 169, 209		20, 79, 98, 150, 199, 239
	36, 75, 110, 160, 170, 210		21, 80, 99, 143, 200, 240
	6, 49, 85, 126, 171, 211		38, 41, 85, 124, 163, 201
	35, 50, 104, 127, 172, 212		4, 43, 102, 146, 166, 203
	7, 51, 86, 151, 173, 213		37, 68, 84, 125, 169, 205
	34, 68, 105, 128, 174, 214		5, 46, 105, 147, 172, 207
	8, 52, 87, 152, 175, 215		36, 49, 87, 160, 175, 209
	33, 53, 111, 129, 176, 216		28, 69, 111, 121 178, 211
	9, 54, 88, 153, 177, 217		14, 51, 89, 122, 181, 213
	32, 69, 108, 130, 178, 218		27, 53, 113, 144, 184, 215
	10, 76, 106, 158, 179, 219		15, 70, 92, 123, 187, 217
	31, 77, 117, 148, 180, 220		26, 73, 119, 145, 190, 221
	11, 57, 89, 131, 181, 221		33, 54, 95, 134, 193, 223
	30, 58, 112, 132, 182, 222		9, 56, 116, 155, 196, 225
	12, 70, 90, 154, 183, 223		32, 58, 98, 135, 199, 227
	29, 59, 113, 133, 184, 224		10, 60, 114, 136, 200, 229
	13, 60, 91, 156, 185, 225		31, 63, 83, 137, 197, 231
	28, 61, 114, 134, 186, 226		23, 65, 104, 131, 194, 233
	14, 71, 92, 155, 187, 227		19, 76, 88, 132, 191, 235
	27, 62, 118, 135, 188, 228		22, 78, 118, 154, 188, 237
	15, 63, 119, 136, 189, 229		20, 80, 97, 133, 185, 239
	26, 72, 93, 137, 190, 230		21, 74, 120, 156, 182, 240

Ответы к задачам

Раздел 2

№		№		№
	0,23 г; 10,5 мл		0,25 г; 12,9 мл		1,3 мл; 0,30 мл
	0,66 г; 0,54 мл		0,06¸0,07 г; 5,9 мл		2,7 мл; 54,4 мл
	1,17 г; 4,5 мл		0,16 г; 10,5 мл		8,0 мл; 0,96 мл
	2,13 г; 9,0 мл		0,29 г; 94,8 мл		8,9 мл; 12,7 мл
	0,19 г; 0,38 мл		0,36 г; 13,1 мл		52,4 мл; 1,9 мл
	0,047 г; 7,0 мл		0,57 г; 3,7 мл		12,5 мл; 0,66 мл
	2,50 г; 0,95 мл		0,19¸0,24 г; 0,45 мл		9,0 мл; 4,5 мл
	8,33 г; 1,85 мл		0,39 г; 0,32 мл		19,6 мл; 1,0 мл
	1,43 г; 0,60 мл		0,37 г; 3,3 мл		27,2 мл; 13,6 мл
	0,78 г; 6,9 мл		11,92 г; 6,2 мл		37,9 мл; 3,2 мл
	0,78 г; 31,7 мл		16,67 г; 4,6 мл		10,4 мл; 4,6 мл
	0,14 г; 0,23 мл		58,1 мл; 0,31 мл		60,2 мл; 15,1 мл
	8,79 г; 7,8 мл		29,4 мл; 1,85 мл
	2,00 г; 0,11 мл		35,6 мл; 0,95 мл

Раздел 3.1

№		№
	0,12 %; 1,6·10-3 %; 0,23 %		1,05 мл
	0,20 %; 1,5·10-3 %; 0,34 %		5,23 мл
	10,1 %; 5,9·10-7 %; 56,0 %		1,3·10-5 г; 7,0·10-5 г
	0,28 %; 1,3·10-4 %; 0,64 %		2,0 мл; ум. в 1,5 раза
	2,1 %; 0, 049 %; 4,7 %		1,53 мг; 7,4·10-4 М; ув. в 2,3 раза
	0,024 %; 1,6·10-7 %; 0,069 %		ум. в 260 раз
	1,9 %; 0,15 %; 2,6 %		0,51 мл
	1,4 %; 0,051 %; 2,0 %		29,4 мл
	0,65 %; 0,015 %; 1,7 %		ум. в 7500 раз
	3,8·10-5 %; 4,3·10-9 %; 8,5·10-5 %		осаждается (ПК = 1,2∙10-4)
	0,38 %; 5,2·10-4 %; 0,47 %		0,03 М; 3,0·10-5 М
	0,073 %; 4,1·10-7 %; 0,21 %		2,0·10-3 г; ум. в 150 раз
	2,5·10-3 %; 4,8·10-8 %; 4,9·10-3 %		15,0 %; 1,32·10-3 %
	0,44 %; 2,8·10-4 %; 0,65 %		0,023 М; 5,0·10-4 %
	1,3·10-5 %; 1,9·10-14 %; 2,6·10-5 %		3,7·10-3 М
	10,4 %; 1,2 %; 20,8 %		0,94 мг
	0,56 %; 1,0·10-3 %; 0,85 %		осаждается (ПК = 3,0∙10-7)
	3,9 %; 0,052 %; 9,0 %		0,097 %
	18,5 %; 2,4·10-5 %; 33,6 %		16,2 мл
	5,2·10-5 М		1,5 мл

Раздел 3.2

2

№		№
	5,98; 6,57; 1,72 %		7,19; 3,97; 1,4∙10-11 %
	3,50; 6,75; 9,8∙10-12 %		3,21; 4,28; 5,3∙10-3 %
	2,80; 2,92; 45,0 %		5,22; 7,60; 1,8∙10-3 %
	8,21; 7,75; 4,23 %		4,75; 5,75
	3,25; 4,25; 0,10 %		6,57; 7,84
	6,57; 7,54; 0,12 %		4,20; 6,20
	2,00; 3,42; 2,0∙10-4 %		нет (ПК = 7,6∙10-12)
	9,27; 7,95; 0,23 %		нет, рНполн. ос. (UO22+) > рНнач. ос. (PuO22+)
	7,75; 2,47; 1,4∙10-14 %		0,64 М; 10,10
	1,83; 3,82; 1,1∙10-4 %		1,93; 8,10; разделение возможно
	3,85; 7,54; 1,7∙10-13 %		9,00; 0,39 М
	4,25; 4,85; 1,58 %		3,1∙10-15
	8,21; 3,93; 2,7∙10-7 %		да, 11,62; 9,35
	5,88; 2,70; 3,0∙10-8 %		1,7 М; 0,39 М
	2,00; 4,22; 1,3∙10-7 %		8,89∙10-8 М; 8,45
	7,95; 5,37; 7,0∙10-4 %		нет, рНполн. ос. (Y3+) > рНнач. ос. (La3+)
	7,60; 8,60; 1,0 %		да
	3,97; 7,50; 7,6∙10-13 %		да, рНполн. ос. (Fe3+) < рНнач. ос. (Mg2+)
	1,50; 5,25; 9,7∙10-14 %		да; 11,67; 8,52
	3,93; 3,50; 1,98 %		да (ПК = 1,76∙10-12); нет (ПК = 3,1∙10-13)

Раздел 3.3

№		№
	3,6·10-4 М; 1,4·10-4 М		0,17 М
	нет (ПК = 2,3·10-9)		0,18 М; ув. в 27,7 раза
	0,15 М		1,5·10-2 М; ув. в 64,1 раза
	2,91 М		ПР > 2,15·10-51
	3,6·10-2 М; 1,6·10-5 М		1,57
	нет ([Ag+] =1,9·10-4 М)		нет, (ПК = 1,5·10-21)
	1,4·10-3 М; ув. в 6,4 раза		8,1
	1,4·10-6 М; ув. в 1,1 раза		0,14
	1,2·10-4 М; ув. в 1,01 раза		да (ПК = 7,5·10-18)
	да (ПК = 2,1·10-9)		0,47 мг
	9,1		3,5
	0,04 М		5,3
	1,41 М		4,6
	нет (ПК = 1,3·10-22)		ум. в 96 раз
	2,1		1,2·10-4 М; 8,5·10-6 М
	2,6		нет (ПК = 1,0·10-14)
	да (ПК = 4,4·10-9)		3,3
	5,80 М		2,5·10-5 М; 4,1·10-10 М
	да (ПК = 1,0·10-5)		2,4·10-6 М
	5,89 М		0,93; 7,0·10-9 М

Раздел 4