UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS Y FARMACIA ESCUELA DE QUÍMICA DEPTO DE ANÁLISIS INORGÁNICO ANÁLISIS INORGÁNICO 1, 2014.
HOJA DE TRABAJO No. 2
APLICACIONES DEL FACTOR GRAVIMÉTRICO Instrucciones: Resolver, de manera individual, los siguiente problemas y entregar la resolución en
hojas el día lunes 3 de marzo al iniciar el período de clase. Los problemas 1 al 18 están relacionados con aplicaciones del factor gravimétrico directo e indirecto, así como sus variantes por calcinación. Para resolver los problemas 19 y 20 leer y comprender los capítulos 4 y 5 del libro “Análisis Cualitativo” de Ray U. Brumblay Editorial CECSA, 1995. 1. Una mena que contenía magnetita, Fe3O4, se analizó disolviendo una muestra de 1,5419 g en HCl concentrado, produciéndose una mezcla de Fe2+ y Fe3+. Tras añadir ácido nítrico para oxidar el Fe 2+ en Fe3+, la disolución resultante se diluyó con agua y el Fe 3+ se precipitó en forma de Fe(OH)3 mediante adición de amoníaco (NH3). Después de filtrar y lavar el precipitado, se calentó el residuo hasta su ignición, obteniéndose 0,8525 g de Fe2O3 puro. Calcular el porcentaje en peso de magnetita presente en la muestra. R.: 53,44% p/p de Fe3O4 2. Se cree que una muestra de una mena impura de hierro contiene aproximadamente 55% p/p de Fe. La cantidad de hierro en la muestra se determina gravimétricamente mediante aislamiento en forma de Fe2O3. Calcular la cantidad de gramos de muestra que se debería de tomar para garantizar que la cantidad de Fe2O3 aislado sea de alrededor de 1,0 gramo. R.: 1,3 g de muestra 3. La concentración de arsénico en un insecticida puede determinarse gravimétricamente precipitándolo en forma de MgNH4AsO4. El precipitado se lleva a ignición y se pesa como Mg2As2O7. Determinar el porcentaje en peso de As2O3 en una muestra de 1,627 g de insecticida en la que se identifican 106,5 mg de Mg2As2O7. R.: 4,17 %p/p de As2O3. 4. Tras preparar una muestra de alumbre, K2SO4 • Al2(SO4)3 • 24 H2O, un estudiante determinó su pureza gravimétricamente. Disolvió una muestra de 1,2931 g y precipitó el aluminio en forma de Al(OH)3. Filtró el precipitado, lo lavó y lo llevó a ignición, obteniendo 0,1357 g de Al 2O3. Calcular la pureza de la preparación de alumbre. R.: 97,65 % de pureza en peso. 5. Para determinar el hierro en un suplemento dietético, se trituró una muestra aleatoria de 15 comprimidos con un peso total de 20,505 g hasta obtener un polvo fino. Una muestra de 3,116 g de este polvo se disolvió y trató, haciendo que el hierro se precipitara en forma de Fe(OH)3. El precipitado se recogió, se lavó y se llevó a ignición hasta lograr un peso constante de 0,355 g de Fe2O3. Reporte el contenido de hierro en forma de FeSO 4 • 7 H2O por comprimido de suplemento alimenticio. R.: 0,542 g de FeSO4 • 7 H2O por cada comprimido. 6. En una muestra de 1,4639 g de piedra caliza se analizan Fe, Ca y Mg. El primero se determina en forma de Fe2O3 obteniéndose 0,0357 g. El calcio se aísla en forma de CaSO4, con un resultado de 1,4058 g de precipitado; y el Mg se obtiene en forma de Mg2P2O7, con un peso de 0,0672 g. Reporte la cantidad de Fe, Ca y Mg presente en la muestra de piedra caliza en porcentaje en peso de Fe 2O3, CaO y MgO. R.: 2,44 %p/p Fe2O3, 39,6 %p/p CaO y 1,66 %p/p de MgO.
7. Una muestra de metal Dow que contiene aluminio, magnesio y otros elementos, de peso 0,6113 g, se disolvió y trató para evitar interferencias por otros metales. El aluminio y el magnesio se precipitaron con 8-hidroxiquinolina. Tras filtrar y secar, el peso de la mezcla de Al(C9H6NO)3 y Mg(C9H6NO)2 fue de 7,8154 g. A continuación, se calentó la mezcla del precipitado seco, convirtiéndola en una mezcla de Al2O3 y MgO. El peso de esta mezcla sólida fue de 1,0022 g. Calcular el porcentaje en peso de Al y Mg en la aleación. R.: 95,55 %p/p Mg, 2,91 %p/p Al. 8. Una muestra impura de Na3PO3 con un peso de 0,1392 g se disolvió en agua y se aforó a 25,0 mL. A continuación, se preparó una disolución con 50,0 mL de cloruro de mercurio (II) al 3% p/v, 20,0 mL de acetato sódico al 10% p/v y 5,0 mL de ácido acético glacial. La disolución que contenía el anión fosfito se añadió completamente, gota a gota a la segunda disolución, oxidando el fosfito a o-fosfato (PO33- a PO43-) y precipitando Hg2Cl2. Tras digerir, filtrar y lavar, se observó que el precipitado de Hg2Cl2 pesaba 0,4320 g. Calcular la pureza de la muestra original en porcentaje en peso de Na3PO3. R.: 97,27 % p/p de Na3PO3. 9. Una muestra de 101,3 mg de un compuesto orgánico, del que se sabe que contiene Cl, se quema en oxígeno puro y los gases de la combustión se atrapan en tubos absorbentes. El incremento de la masa del tubo utilizado para atrapar el CO2 es de 167,7 mg y el del tubo que atrapa H2O, de 13,7 mg. Una segunda muestra se trata con HNO3 concentrado para producir Cl2, que posteriormente reacciona con Ag+ formando 262,7 mg de AgCl. Determinar la composición del compuesto y su fórmula empírica. R.: Fórmula empírica, C5H2Cl2. 10. Se calienta una muestra de 26,23 mg de oxalato de magnesio hidratado (MgC 2O4 • H2O) y materia inerte a 1200 °C hasta que el peso permanezca constante, con lo que se obtiene un residuo de 20,98 mg. A continuación se trata una muestra pura de oxalato de magnesio hidratado de la misma forma y se obtiene un cambio de masa de 69,08 %. Determinar el porcentaje en peso de oxalato de magnesio hidratado en la muestra. R.: 29,0 %p/p de MgC2O4 • H2O 11. Una muestra de 516,0 mg que contiene una mezcla de K2SO4 y (NH4)2SO4 se disolvió en agua y se trató con BaCl2, precipitando en forma de BaSO4. El precipitado resultante se aisló mediante filtración, se eliminaron por lavado las impurezas y se secó hasta alcanzar un peso constante de 883,5 mg de BaSO4. Determinar el porcentaje en peso de K2SO4 que había en la muestra. R.: 22,22 %p/p de K2SO4. 12. Una mezcla con un peso de 0,8612 g formada por NaBr, NaI y NaNO 3 se analizó mediante adición de AgNO3 para precipitar los haluros de la muestra, obteniéndose 1,0186 g de una mezcla de AgBr y AgI. A continuación, se calentó el precipitado en presencia de un flujo de Cl 2 para convertirlo en 0,7125 g de AgCl. Calcular el porcentaje en peso de NaNO3 presente en la muestra. R.: 30,72 %p/p de NaNO3. 13. Mientras trabajaba de ayudante de cátedra en el laboratorio de Análisis Inorgánico, usted preparaba las siguientes disoluciones de forma individual: 0,4 M de AgNO3, Pb(NO3)2, BaCl2, KI, Na2SO4. Para variar, ud sufrió una pequeña “distracción” y olvidó etiquetar las disoluciones antes de salir del laboratorio. Al darse cuenta de su error, marcó las disoluciones de la A a la E y realizó todas las mezclas binarias posibles de las cinco disoluciones, con lo que obtuvo los resultados que se encuentran en la siguiente tabla. NR significa que no observó nada, W significa que obtuvo un precipitado blanco e Y significa que se formó un precipitado amarillo. Identifique las disoluciones de la A a la E. A B C D E A NR Y NR W B Y W W C NR NR D W R.: A es AgNO3, B es Pb(NO3)2, C es KI, D es Na2SO4 y E es BaCl2.
14. Una mezcla que contiene sólo AgCl y AgBr pesa 2,000 g. Se reduce de manera cuantitativa a plata metálica, la cual pesa 1,300 g. Calcular el peso de AgCl y AgBr. R.: 0,846 g de AgCl y 1,154 g de AgBr. 15. Una mezcla que contiene solo BaO y CaO pesa 2,00 g. Los óxidos se convierten en los sulfatos correspondientes mezclados, que pesan 4,00 g. Calcular el porcentaje en peso de Ba y Ca en la muestra. R.: 42,5 %p/p de Ba y 37,5 %p/p de Ca. 16. Calcular los gramos que se desprenden de una muestra de 1,500 g que contiene 38,0 %p/p de MgCO3 y 42,0 %p/p de K2CO3. R.: 0,498 g de CO2. 17. Una muestra de caliza que pesa 0,9800 g se calcina fuertemente, dejando un residuo que pesa 0,6800 g. Suponiendo que toda la pérdida por calcinación sea debida al dióxido de carbono, calcular el porcentaje de CO2 en la muestra. R.: 30,61 %p/p de CO2. 18. Determinar el peso del agua y del dióxido de carbono que se forman por combustión completa del compuesto orgánico que se indica: a) 0,4200 g de tolueno; R.: 0,3284 g de agua; 1,404 g de CO2. 19. A una disolución desconocida incolora que contiene únicamente elementos del grupo III de cationes, se agrega lentamente disolución de NaOH. Se forma un precipitado, pero la adición posterior de un exceso de NaOH lo disuelve. a) Determinar los elementos presentes en la disolución desconocida. b) Determinar los elementos ausentes en la disolución desconocida. 20. Una disolución incolora que contiene elementos del grupo II de cationes produjo un precipitado de sulfuro amarillo, que no se disolvió totalmente con sulfuro de amonio y se filtro (paso 1); el precipitado del paso 1 se disolvió totalmente en ácido nítrico 3 M, no dio precipitado en presencia de iones sulfato y con amoníaco dio un precipitado blanco que se disolvió para dar una disolución incolora, al agregar un exceso de amoníaco. La disolución del paso 1 dio con HCl un precipitado amarillo, que se disolvió agregando HCl concentrado. a) ¿Qué elementos probablemente se encuentran presentes en la disolución evaluando la evidencia? Justificar la respuesta.
FRVF/frvf 20140224
