Zadania z analizy wagowej Zadanie 1
Podać zawartość procentową dwutlenku krzemu, w następujących krzemianach: a) tortweitycie Sc2Si2O7
b) diopsydzie CaMgSi2O6
c) serpentynie, Mg3Si4O11·Mg(OH)2·H2O,
d) krzemianie sodowym Na2SiO4
Zadanie 2
Mieszaninę 159,8 g tlenku miedziowego i 231,74 g tlenku srebrowego zredukowano do metali. Obliczyć skład procentowy otrzymanego stopu.
Zadanie 3
Jaka jest procentowa zawartość miedzi w osadzie zawierającym równomolową mieszaninę siarczku cynku(II) i siarczku miedzi(II).
Zadanie 4
Szczawian wapniowy CaC2O4 podczas prażenia przechodzi w węglan, a w jeszcze wyższej
temperaturze w tlenek wapnia. Obliczyć procentowe zmniejszenie się masy CaC2O4 w
każdym z tych przejść. Zadanie 5
Jednowodny siarczan pewnego jednowartościowego metalu zawiera 14,1% H2O. Jaka jest
masa atomowa tego metalu? Zadanie 6
Ile gramów wodoru powstaje przez rozkład 1,5 g wody za pomocą sodu? Ile gramów wodoru wydzieli się przy elektrolizie tej ilości wody?
Zadanie 7
Z 8.5 g węglanu cynkowego wydzieliło podczas prażenia 1,0567 g CO2 g. Jaka jest
zawartość procentowa czystego ZnCO3 w próbce?
Zadanie 8
Ile g KNO3 odpowiada potasowi zawartemu w K3PO3, który zawiera tę samą ilość P2O5 co
Zadania z alkacymetrii
Zadanie 1
Jaka jest zawartość % węglanu potasowego w próbce o masie 0.2548 g jeśli po rozpuszczeniu tej próbki w wodzie na jej zmiareczkowanie zużyto 34.5 ml 0.1 molowego roztworu kwasu solnego?
Zadanie 2
Ile mililitrów 54-procentowego roztworu H2SO4 o gęstości d=1.4350g/ml należy dodać do
500 ml roztworu NaOH o stężeniu 0,05 mol/l, aby otrzymany roztwór aby roztworu po zmieszaniu wynosiło pH =0.6
Zadanie 3
20.00 cm3 kwasu solnego zobojętnia NH3 wydzielony z 4.000 mmoli (NH4)2SO4. Jakie jest
stężenie molowe tego kwasu? Zadanie 4
Odważka Na2CO3 o masie 1.600 g jest zobojętniona przez 45.62 cm3 kwasu solnego.
Obliczyć a) ile moli Na2CO3 zobojętnia 1.000 dm3 kwasu, b) ile moli zobojętnia 1.000 cm3
kwasu, c) stężenie molowe kwasu. Zadanie 5
Obliczyć stężenie molowe a) HCl, b) H2SO4, jeśli 40.00 cm3 każdego z tych kwasów
zobojętnia alkalia zawarte w odważce 0.5000 g popiołu i odpowiadające 95% zawartości K2CO3 w tej próbce
Zadanie 6
Mając dane: 10 cm3 roztworu NaOH odpowiada 0.0930 g H2C2O4·2 H2O. 1cm3roztworu
NaOH odpowiada 0.850 cm3 kwasu solnego – obliczyć miano kwasu. Zadanie 7
Próbkę soli amonowej o masie 1.009 g ogrzewano z KOH i wydzielony amoniak pochłonięto w 50.00 cm3 0.5127 M HCl. Nadmiar kwasu zobojętniono 1.37 cm3 0.5272 N NaOH. Obliczyć procentową zawartość azotu w próbce.
Zadanie 8
Ile mililitrów 54-procentowego roztworu H2SO4 należy dodać do 500 ml roztworu H2SO4 o
stężeniu 0,05 mol/l, aby otrzymany roztwór zawierał w l mililitrze 0,009807 g H2SO4.
d=1.4350 g/ml Zadanie 9
Do 100 cm3 roztworu kwasu solnego, zawierającego 10,0 mg jonów H+ dodano 200 cm3
roztworu tego kwasu o pH = 3.90 i 300 cm3 wody. Obliczyć pH otrzymanego roztworu. Zadanie 10
Na zmiareczkowanie 2.000 g próbki technicznego K2CO3 zużyto 25.00 cm3 kwasu solnego.
Przeliczyć ilość alkaliów w próbce na procentową zawartość K2O wiedząc, że 20.00 cm3
Równania redoks z redoksometrii. Dobierz współczynniki i właściwe środowisko reakcji 1. Mn2+ + PbO2 → MnO4- + Pb2+
2. Al + NO2- → NH3 + AlO2
-3. S2O32- + ClO- → Cl- + SO42-
4. FeCuS2 + NO3- → Fe3+ + Cu2++ SO42- + NO
5. CrO2- + MnO4- → CrO42- + MnO2
6. Cu2S + NO3- → Cu2+ + NO + SO4
2-7. Zn + NO3- + H+ → Zn2+ + NH2OH + H2O
8. Cl- + Pb3O4 → Cl2 + Pb2+
9. As2O3 + ClO3- → AsO43- + Cl-
10. CH3CH2OH + MnO4- → CH3COOH + MnO2
11. H2O2 + Au3+ + OH-→ O2 + Au + H2O 12. NH3 + BrO3- → N2 + Br -13. AsH3 + Au3+ → AsO3- + Au 14. NH4+ + NO2- → N2 Przykładowe rozwiązanie: ClO4- + Cr2O3 → Cl- + Cr2O7
2-Przykład rozwiązujemy metodą bilansowania równań połówkowych:
Najpierw zapisujemy po obu stronach równania odpowiednio ClO4- i Cl-. Ponieważ po lewej
stronie mamy 4 atomy tlenu natomiast po prawej stronie brak tlenu, dlatego dopisujemy kationy wodorowe w takiej ilości, aby po prawej stronie powstały 4 cząsteczki wody. Następnie porównujemy ładunek lewej i prawej stronie równania, i dopisujemy tyle elektronów (8e), aby ładunek obu stron był jednakowy.
Podobnie postępujemy z drugą reakcją połówkową, ponieważ po prawej stronie brak jest 4 atomów tlenu dlatego dopisujemy 4 cząsteczki wody, z których pochodzi 8 kationów wodorowych.
Dobieramy wspólną jednakową ilość elektronów pobieranych i oddawanych w obu reakcjach połówkowych, w tym przypadku 24 elektrony , dlatego mnożymy pierwsze równanie przez 3, drugie przez 4.
Przykład 1
Utlenienie Cr2O3 jonami chloranowymi(VII) do jonów dwuchromianowych
ClO4- + 8 H+ + 8e →Cl- + 4 H2O | ·3
Cr2O3 + 4 H2O → Cr2O72- + 8 H+ +6e | ·4
3 ClO4- + 24 H+ + 24 e → 3 Cl- + 12 H2O
4 Cr2O3 + 16 H2O →4 Cr2O72- + 32 H+ +24 e i sumujemy równania stronami
-Przykład 2
Utlenienie jonami nadmanaganianowymi MnO4- jonów cyjankowych CN- do cyjanianowych
CNO
-MnO4- + CN- → MnO2 + CNO
-MnO4- + 4 H+ + 3 e → MnO2 + 2 H2O | ·2
CN- + H2O → CNO- + 2H+ + 2e | ·3
2 MnO4- + 8 H+ + 6 e → 2 MnO2 + 4 H2O
3 CN- + 3 H2O → 3 CNO- + 6 H+ + 6 e
2 MnO4- + 3 CN- + 2H+ → 2 MnO2 + 3 CNO- + H2O
Równanie jest poprawnie zbilansowane, ale nie jest poprawne chemicznie ponieważ kationy wodorowe nie mogą występować obok jonów CNO-, które są anionami bardzo słabego kwasu. Dlatego do obu stron równania dodajemy po 2 jony OH-. Wówczas 2 OH- zwiążą kationy wodorowe.
2 MnO4- + 3 CN- + 2H+ + 2 OH- → 2 MnO2 + 3 CNO- + H2O + 2 OH
-2 MnO4- + 3 CN- + 2 H2O- → 2 MnO2 + 3 CNO- + H2O + 2 OH
-2 MnO4- + 3 CN- + H2O- → 2 MnO2 + 3 CNO- + 2 OH
-Uwaga:
W bilansowaniu równań redoks nie wolno dopisywać tlenu O2, wodoru H2, wówczas
wprowadzamy kolejny pierwiastek o innym stopniu utleniania, wolno dopisywać tylko cząsteczki wody , kationy wodorowe oraz w niektórych przypadkach jony OH-.
Zadania z analizy wytrąceniowej Zadanie 1
Do 300 ml 0.5 molowego roztworu chlorku wapniowego dodano 25 g chlorku wapniowego, a następnie rozcieńczono wodą do 650 ml. Obliczyć stężenie molowe jonów chlorkowych w otrzymanym roztworze. Ile gramów AgNO3 trzeba użyć do wytrącenia jonów chlorkowych z
tego roztworu? Zadanie 2
Do 90 ml roztworu zawierającego 6.35·10-2 mg jonów I- dodano 10 ml nasyconego roztworu AgCl. Obliczyć czy wytrąci się osad AgI. KspAgI= 8.3·10-17; KspAgCl= 1.78·10-10.
Zadanie 3
Zadanie 4
W jakiej ilości wody rozpuści się 1.5 g AgCl: KspAgCl= 1.78·10-10.
Zadanie 5
Do roztworu CaCl2 dodano 40,0 ml AgN03 o stężeniu 0,0995 mol/1. Na odmiareczkowanie niezwiązanego AgN03 zużyto 6,8 ml NH4SCN o stężeniu 0,1005 mol/l. Ile gramów CaCl2 było w badanej próbce?
Zadanie 6
Do 10,0 ml KBr o stężeniu 0.2 mol/l dodano 40.0 ml AgNO3, a jego nadmiar odmiareczkowano, zużywając 12,4 ml roztworu NH4SCN. W oddzielnym miareczkowaniu 40.0 ml roztworu AgNO3 przereagowało z 42,4 ml roztworu NH4SCN. Obliczyć stężenie molowe tiocyjanianu.
Zadanie 7
Obliczyć procentową zawartość zanieczyszczeń w KBr, jeżeli po rozpuszczeniu 0.4000 g tej soli w wodzie i oznaczeniu bromków metodą Volharda zużyto 40.0 ml AgN03 o stężeniu 0.1000 mol/1 i 10.2 ml KSCN o stężeniu 0.1015 mol/l.
Zadanie 8
0.7600 g NaCl rozpuszczono w wodzie destylowanej, uzyskując 200 ml roztworu. Pobrano próbkę o objętości 20.0 ml, dodano 30,0 ml AgNO3 i jego nadmiar odmiareczkowano, zużywając 8.9 ml roztworu KSCN. Obliczyć stężenie molowe KSCN, jeżeli wiadomo, że 1 ml roztworu AgNO3, odpowiada 1.2 ml KSCN.
Zadanie 9
Obliczyć procentową zawartość KCl w mieszaninie KCl i NaCl, jeżeli na zmiareczkowanie odważki mieszaniny o masie 0.2343 g metodą Volharda zużyto 42.3 ml AgN03 o stężeniu 0.1035 mol/1 oraz 10.8 ml NH4SCN o stężeniu 0.09810 mol/l.
Przykład Zadanie
Ile miligramów jonów Ag+ zostanie w 100 ml roztworu, jeżeli osad AgI znajduje się w równowadze z a) nasyconym roztworem AgI b) roztworem KI o stężeniu 0.005 mol/l?
KspAgI= 8.3·10-17
Rozwiązanie:
a) AgI↔Ag+ + I- Jeżeli rozpuszczalność osadu wynosi x moli to stężenie Ag+ i Cl -wynosi również po x
l mol K x spAgI 8.3 10 9.1110 / 9 17 − − = ⋅ ⋅ = = 9.11·10-9·0.1·108.87= 9.92·10-8 g = 9.92·10-5 mg jonów Ag+
b) w tym przypadku stężenie jonów jodkowych będzie wynosiła 0.005 mol/l wówczas l mol I K Ag spAgI 1.66 10 / 005 . 0 10 3 . 8 ] [ ] [ −17 −14 − + = = ⋅ = ⋅ 1.66·10-14·0.1·108.87=1.81·10-13g=1.81·10-10 mg jonów Ag+ Zadania z kompleksometrii Zadanie1
Odważkę CaCO3 rozpuszczono w roztworze HC1 i rozcieńczono wodą do objętości
500 ml. Na zmiareczkowanie 25.00 ml tego roztworu wobec mureksydu zużyto 22.00 ml EDTA o stężeniu 0.05010 mol/l. Jakabyła masa próbki CaCO3?
Zadanie 2
Odważkę metalicznego cynku o masie 0.6644 g rozpuszczono w roztworze HC1 i rozcieńczono wodą do objętości 1 l. Do 25.00 ml roztworu dodano buforu amonowego oraz czerni eriochromowej T i miareczkowano roztworem EDTA, którego zużyto 24.90 ml. Obliczyć stężenie molowe EDTA. Ile ml tego roztworu EDTA zużyje się na zmiareczkowanie próbki NiCl2 objętości 50.00 ml i o stężeniu 0.0500 mol/l?
Zadanie 3
Jakie jest stężenie molowe roztworu EDTA, jeżeli na zmiareczkowanie 0.1050 g CaCO3 zużyto 25.50 ml EDTA? Ile miligramów Ca i Mg odpowiada
1 ml tego roztworu? Zadanie4
Ile dwuwodnego wersenianu disodowego należy rozpuścić w 250 ml roztworu, aby otrzymać roztwór, którego miano wynosi TNi = 0.00200 mg/ml? Jakie będzie stężenie
molowe tego roztworu? Zadanie 5
Obliczyć zawartość procentową Fe w próbce, jeżeli na zmiareczkowanie kompleksometryczne 0.7500 g tej próbki, po rozpuszczeniu, zużyto 28.9 ml roztworu, którego 1 ml odpowiadał 0.65 mg Zn.
Zadanie 6
Próbkę stopu o masie 0.5 g rozpuszczono i rozcieńczono do 250 ml. Na zmiareczkowanie łączne Cu i Zn w 50 ml roztworu zużyto 47.25 ml roztworu EDTA o stężeniu 0.01011 mol/l, a na zmiareczkowanie Zn po zamaskowaniu Cu – 32.50 ml roztworu EDTA o takim samym stężeniu. Obliczyć zawartości procentowe Zn i Cu w stopie.
Przygotowano mianowany roztwór EDTA i stwierdzono, że 1 cm3 tego roztworu odpowiada 10.0 cm3 roztworu zawierającego 0.300 g MgCl
2/dm3. Na zmiareczkowanie 100.0 cm3 wody
zużyto 8.60 cm3 powyższego roztworu EDTA. Wiedząc, że przyjętą metodą określania twardości wody jest podawanie jej w p.p.m. CaCO3, bez uwzględnienia rodzaju występujących
kationów i anionów, określić twardość analizowanej wody. Zadanie 8
Próbkę składającą się z 0.5000 g CaCO3 i 0.3000 g MgCI2 rozpuszczono w HCI, odpowiednio
zbuforowano i rozcieńczono do objętości 2.00 dm3. Następnie miareczkowano ją za pomocą
EDTA. Ile wynosiła twardość wody (patrz zadanie poprzednie)? Zadanie 9
Jeśli do zmiareczkowania 50.0 cm3 roztworu z zadania 8 użytoby roztworu EDTA przyrządzonego przez rozpuszczenie 3.720 g Na2H2Y·2H2O w 1 dm3 wody, to jaką objętość
tego EDTA zużytoby do miareczkowania? Zadania z spektrofotometrii i ekstrakcji Zadanie 1
Roztwór próbki badanej wykazuje transmitancję 30%. Jak zmieni się absorbancja tego roztworu, jeżeli w wyniku rozcieńczenia transmitancja zwiększy się dwukrotnie?
Zadanie 2
Transmitancja pewnego roztworu wynosi 24,5%. Ile wyniesie transmitancja, jeżeli stężenie tego roztworu zmniejszymy do 25% stężenia roztworu początkowego
Zadanie 3
Transmitancja pewnego roztworu wynosi 14.2%. Jaka będzie absorbancja tego roztworu (mierzona w tej samej kuwecie), jeżeli 5 ml tego roztworu przeniesie się do kolbki miarowej pojemności 25 ml i dopełni wodą do kreski?
Zadanie 4
Do objętości V1, roztworu o absorbancji A1, dodano objętość V2 roztworu tej samej substancji o absorbancji A2. Wyprowadź wzór ogólny na obliczanie absorbancji roztworu końcowego.
Zadania 5
Jaki procent światła o danej długości fali jest przepuszczany przez ośrodek absorbujący, jeżeli absorbancja wynosi 1.176? Jaka jest absorbancja roztworu absorbującego dwie trzecie padającego światła?
Zadnie 6
Próbkę 3.00 cm3 roztworu nadmanganianu o nieznanym stężeniu umieszczono w kuwecie o grubości warstwy 1.00 cm. Wartość absorpcji roztworu wynosiła 0.184. Do próbki w kuwecie dodano 1,00 cm3 5·10-3 M roztworu nadmanganianu i ponownie zmierzono wartość absorpcji, która wynosiła tym razem 0.424. Obliczyć stężenie badanego roztworu nadmanganianu (a) w molach i (b) w mg MnO4- na 1 cm3.
Zadanie 7
Przy oznaczaniu krzemu metodą błękitu krzemomolibdenowego wartości przepuszczalności roztworu związku ściśle spełniają prawo Beera, gdy używa się światła o ściśle określonej
długości fali. Przy pomiarach na spektrofotometrze przepuszczalność roztworu zawierającego 0.020 mg SiO2 wynosiła 77.3%, ta sama objętość roztworu zawierającego 0.10 mg SiO2
wykazywała przepuszczalność 36.7%. Ile będzie wynosić przepuszczalność tej samej objętości roztworu zawierającego 0.060 mg SiO2 ?
Zadanie 8
Obliczyć współczynnik rozdzielenia, jeżeli po jednorazowej ekstrakcji w fazie organicznej znajduje się 90.0% substancji A i 5% substancji B, a stosunek faz wynosi (a) 1.0 i (b) 0.5. Zadanie 9
Współczynnik podziału substancji X wynosi 2.7 dla układu woda-benzen. Jeżeli do ekstrakcji wzięto 50,0 cm3 wodnego roztworu zawierającego 4.5 mg X, obliczyć (a) objętość
benzenu potrzebną do jednorazowej ekstrakcji powyżej 99,0% substancji X i (b) ile ekstrakcji należy wykonać 50.0 cm3 porcjami benzenu, aby wyekstrahować 99,0% substancji X?
Zadanie 10
Jeżeli roztwór Fe(III) w kwasie solnym jest ekstrahowany dwukrotną objętością eteru nasyconego kwasem solnym, to ekstrahuje się 99.0% Fe(III). Obliczyć współczynnik podziału Fe(III) w układzie kwas solny-eter nasycony kwasem solnym.
Ekstrakcja
Z ilościowego punktu widzenia wielkością określającą ekstrakcje jest stała podziału substancji pomiędzy dwie nie mieszające fazy np. wodną i organiczną
Prawo podziału Nernsta:
w o D A A K ] [ ] [ =
Stosunek stężeń substancji rozpuszczonej w dwóch nie mieszających się cieczach jest wartością stałą w danej temperaturze.
Stała podziału jest to stosunek stężenia substancji ekstrahowanej A w pojedynczej, określonej postaci w fazie organicznej (o) do stężenia tej substancji w fazie wodnej (w) w warunkach równowagi.
W procesach ekstrakcji często zamiast stałej podziału używa się pojęcia współczynnika ekstrakcji definiowanego analogicznie jak stała podziału:
w o c c
D=
Jeżeli m – początkowa masa substancji ulegającej ekstrakcji co – stężenie substancji w fazie organicznej
cw – stężenie substancji w fazie wodnej
Vo – objętość fazy organicznej
Vw – objętość fazy wodnej
m= co·Vo + cw·Vw
równanie można przekształcić:
m= (D·Vo + Vw)·cw
Ilość substancji pozostająca po pierwszej ekstrakcji w fazie wodnej w gramach: m1 = cw·Vw Jeżeli o 1 o V m -m c = a w 1 w V m c = w 1 o 1 w o V m V m -m c c D= = to po uporządkowaniu mamy masę substancji w fazie wodnej po pierwszej ekstrakcji
⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + ⋅ ⋅ = w o w 1 V V D V m m lub ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + ⋅ ⋅ = 1 V V D 1 m m w o 1
a masa po n ekstrakcjach w fazie wodnej
n w o n 1 V V D 1 m m ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + ⋅ ⋅ =
Procent wyekstrahowania można wyliczyć ze wzorów:
⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + ⋅ = ⋅ = o w o V V D D 100 % 100 m m E %
