ZADACI. Prilog pripremi ispita za slijedeće kolegije. Analitička kemija Analitička kemija II

Transcript

1 ZADACI Prilog pripremi ispita za slijedeće kolegije Analitička kemija Analitička kemija I Analitička kemija II 1. Izračunajte volumen kloridne kiseline (ρ = 1,19 g/ml, w(hcl) = 37,0 %) potreban za pripravu 100,00 ml kloridne kiseline, c(hcl) = 3,0 mol/l. 2. Koja je ph-vrijednost otopine NaOH kojoj je gustoća ρ = 1,002 g/ml i maseni udio w(naoh) = 0,2 %? 3. Koji volumen otopine kloridne kiseline (ρ = 1,197 g/ml, w(hcl) = 37,0 %) je potreban za neutralizaciju 500,00 ml otopine NaOH koncentracije 0,1000 mol/l. 4. Koji volumen otopine nitratne kiseline (w(hno 3 ) = 68,0 %, ρ = 1,405 g/ml) je potreban za pripravu 800,00 ml otopine HNO 3 koncentracije 0,0400 mol/l? 5. Koju masu MgSO 4 7H 2 O treba uzeti da se pripravi 100,00 ml otopine koncentracije c(mg 2+ ) = 0,1000 mol/l. 6. Nañite masu potrebnu za pripravu 200,00 ml otopine koncentracije 0,1800 mol/l, za sljedeće supstancije: a) Na 2 SO 4 b) BaCl 2 2H 2 O c) ½H 2 SO 4 7. Nañite volumen otopine H 2 SO 4, c(h 2 SO 4 ) = 0,7000 mol/l, koji se može pripremiti od 18,00 ml otopine H 2 SO 4 (ρ = 1,705 g/ml, w(h 2 SO 4 ) = 78,06 %). 8. Nañite volumen koncentrirane HCl (ρ = 1,19 g/ml, w(hcl) = 37 %) potreban za pripravu 100 ml otopine HCl koncentracije c(hcl) = 3 mol/l. 9. Otopina nitratne kiseline ima gustoću ρ = 1,42 g/ml i maseni udio w(hno 3 ) = 70 %. Nañite masu HNO 3 koja se nalazi u 100 ml otopine nitratne kiseline. 10. Izračunajte ph i poh sljedećih otopina: a) kloridne kiseline, c(hcl) = 0,0500 mol/l b) amonijaka, c(nh 4 OH) = 0,0500 mol/l 11. Koji je ph otopine koja se dobije miješanjem 400 ml otopine natrijeva hidroksida koncentracije c(naoh) = 0,1750 mol/l i 300 ml otopine acetatne kiseline koncentracije c(hac) = 0,4667 mol/l.

2 12. Koji volumen nitratne (dušične) kiseline, masenog udjela 68,0 % i gustoće ρ = 1,405 g/ml, je potreban za neutralizaciju 500,00 ml otopine Ca(OH) 2 koncentracije c(ca(oh) 2 ) = 0,0400 mol/l? 13. Odredite koncentraciju H + u otopini koja se dobiva miješanjem 25,00 ml otopine NaOH koncentracije c(naoh) = 1,0 mol/l s 30,00 ml otopine HAc koncentracije c(hac) = 1,0 mol/l. 14. Amonijev hidroksid koncentracije c(nh 4 OH) = 0,1500 mol/l disocira 1,10 %. a) Izračunajte konstantu disocijacije amonijeva hidroksida - K(NH 4 OH). b) Ako se u 100 ml otopine pod a) doda g amonijeva klorida, nañite ph otopine. 15. Acetana kiselina disocira 1,05 % u otopini koncentracije c(hac) = 0,2000 mol/l. a) Izračunajte ph i konstantu disocijacije acetane kiseline (K(HAc)) b) Ako se u 50 ml otopine pod a) doda 1,2300 g natrijeva acetata, izračunajte ph otopine. 16. Izmiješa se 10,0 ml otopine kloridne kiseline koncentracije c(hcl) = 0,300 mol/l i 20,0 ml otopine amonijaka koncentracije c(nh 4 OH) = 0,200 mol/l. Odredite ph dobivene otopine. 17. Izračunajte masu NaAc koju je potrebno dodati u 200,00 ml otopine acetatne kiseline koncentracije c(hac) = 0,1500 mol/l, a da bi konačna otopina imala ph vrijednost 4? 18. Izračunajte ph vrijednost otopine u kojoj su koncentracije amonijeva hidroksida i amonijeva klorida c(nh 4 OH) = 0,0500 mol/l i c(nh 4 Cl) = 0,0200 mol/l. 19. Izračunajte ph otopine koja nastaje miješanjem 20,00 ml otopine HCl, c(hcl) = 0,200 mol/l, s 25,00 ml: a) destilirane vode b) otopine NaOH, c(naoh) = 0,132 mol/l 20. Izračunajte ph otopine koja se dobije miješanjem 40,00 ml otopine NH 4 OH koncentracije c(nh 4 OH) = 0,1000 mol/l s 20,00 ml: a) vode b) otopine NH 4 Cl, c(nh 4 Cl) = 0,2000 mol/l 21. Izračunajte ph otopine koncentracije: a) c(hcl) = 0,200 mol/l b) c(nh 4 OH) = 0,200 mol/l 22. Izračunajte ph u otopini kalijeva cijanida koncentracije c(kcn) = 0,050 mol/l. 23. Izračunajte vrijednosti ph sljedećih otopina: a) kloridne kiseline, c(hcl) = 0,0500 mol/l b) octene kiseline, c(hac) = 0,1000 mol/l c) natrijeve lužine, c(naoh) = 0,0800 mol/l d) amonijaka, c(nh 4 OH) = 0,2500 mol/l 24. Izračunajte ph otopine koja se dobije miješanjem 50,00 ml natrijeva hidroksida koncentracije c(naoh) = 0,1000 mol/l i 40,00 ml kloridne kiseline koncentracije c(hcl) = 0,1100 mol/l. 2

3 25. Koji efekt na disocijaciju NH 4 OH ima dodatak 26,75 g amonijeva klorida u litru otopine amonijaka koncentracije c(nh 4 OH) = 0,100 mol/l. 26. Koliko grama NH 4 Cl je potrebno dodati u 500,00 ml otopine NH 4 OH koncentracije c(nh 4 OH) = 0,0300 mol/l da bi otopina imala ph 9? 27. Odredite ph otopine acetatne kiseline koncentracije c(hac) = 0,400 mol/l. Koji je ph kada se u litru te otopine doda 16,4 g natrijeva acetata. 28. Odredite ph otopine koja se dobije miješanjem 25,00 ml otopine HCl koncentracije c(hcl) = 1,000 mol/l i 30,00 ml otopine NH 4 OH koncentracije c(nh 4 OH) = 1,000 mol/l. 29. U 400,00 ml otopine HAc koncentracije c(hac) = 0,100 mol/l doda se 100,00 ml otopine NaOH koncentracije c(naoh) = 0,100 mol/l. Koje molekule i ioni su prisutni u otopini nakon miješanja? Izračunajte njihove koncentracije! 30. U 50,00 ml otopine kloridne kiseline koncentracije 0,10000 mol/l doda se 50,00 ml otopine natrijeva hidroksida koncentracije 0,0500 mol/l. Izračunajte ph konačne otopine! 31. U otopini HAc koncentracije c(hac) = 0,0400 mol/l izračunajte: a) ph vrijednost b) stupanj disocijacije HAc 32. U otopini NH 4 OH koncentracije c(nh 4 OH) = 0,0500 mol/l izračunajte: a) ph vrijednost b) stupanj disocijacije NH 4 OH 33. Utvrdite utjecaj (efekt) dodatka 8,2030 g natrijeva acetata u 1 L otopine octene kiseline koncentracije c(hac) = 0,1000 mol/l na stupanj disocijacije kiseline. 34. Iz podataka za topljivost izračunati vrijednosti konstanti produkta topljivosti za sljedeće teško topljive spojeve: Spoj Topljivost (mg/100 ml) a) AgBr 0,013 b) CaF 2 1,70 c) Fe(OH) 3 3, Izračunajte koncentraciju Cu + i CN - iona u otopini K 2 Cu(CN) 3 koncentracije c(k 2 Cu(CN) 3 ) = 0,1000 mol/l ako je konstanta nestabilnosti kompleksa K nest (Cu(CN) 3 ) = 5, Izračunajte koncentraciju Cu + iona u otopini u kojoj su koncentracije c(cu(cn) 3 ) = 0,1000 mol/l i c(kcn) = 0,0100 mol/l. 36. Ako se 20,00 ml otopine NaCl koncentracije c(nacl) = 0,6000 mol/l pomiješa s 40,00 ml otopine AgNO 3 koncentracije c(agno 3 ) = 0,2000 mol/l, koji su ioni prisutni u konačnoj otopini i koje su njihove koncentracije? 37. Ako se 50 mg AgCl doda u otopinu sa suviškom amonijaka tako da je koncentracija NH 3 u dobivenoj otopini 0,50 mol/l, a volumen otopine je 500 ml, kolika je koncentracija Ag + u otopini? 3

4 38. Ako se pomiješaju jednaki volumeni otopina AgNO 3 i NaCl koncentracija 0,1000 mol/l, hoće li se istaložiti talog AgCl? 39. Izračunajte koncentraciju Ce 3+ u otopini koja se dobije miješanjem 50,00 ml otopine Ce 3+ koncentracije c(ce 3+ ) = 0,0500 mol/l i 50,00 ml otopine IO 3 - koncentracije c(io 3 - ) = 0,5000 mol/l. 40. Izračunajte koncentraciju NH 3 koja je potrebna da spriječi taloženje AgCl iz 0,010 mol/l otopine AgNO 3 koja je 0,010 mol/l s obzirom na NaCl. 41. Izračunajte koncentraciju NH 3 potrebnu da spriječi taloženje AgBr iz otopine u kojoj je c(agno 3 ) = 0,001 mol/l i c(nabr) = 0,01 mol/l. 42. Izračunajte masu AgI koja će se otopiti u 100,00 ml otopine NH 3 koncentracije c(nh 3 ) = 10,00 mol/l. 43. Koju je masu AgCl potrebno otopiti u 500,00 ml otopine NH 3 koncentracije c(nh 3 ) = 0,1000 mol/l da bi otopina bila zasićena. 44. Izračunajte vrijednost konstante produkta topljivosti, K pt (Pb(OH) 2 ), ako je topljivost s(pb(oh) 2 ) = 4, mol/l. 45. Koliko grama Ag 2 S će se otopiti u 500,00 ml otopine NaCN koncentracije c(nacn) = 0,2000 mol/l? 46. Koliko grama Ba(IO 3 ) 2 2H 2 O treba dodati u 600,00 ml vode da se dobije zasićena otopina? 47. Konstanta produkta topljivosti za Co(OH) 2 je 2, Kolika je koncentracija hidroksidnog iona potrebna da iz otopine CoSO 4 koncentracije 8, mol/l započne taloženje Co(OH) Na čisti i suhi AgCl, mase 1,0000 g, doda se 5,00 ml otopine NH 3 koncentracije 2,000 mol/l. Nañite masu AgCl koja će se otopiti. 49. Otopina AgNO 3 dodaje se kap po kap u otopinu koja sadrži 5 mmol Br - i 5 mmol Cl -. Izračunajte količinu Br - u otopini kada počne taloženje AgCl. Volumen otopine u tom trenutku iznosi 100,00 ml. 50. Otopina volumena 100,00 ml sadrži 0,01 mol Na 2 SO 4 i 0,02 mola NaF. Ako se BaCl 2 polako dodaje, koji anion će se prvi taložiti. Koliko će aniona koji se prvi taloži ostati u otopini u trenutku kada se drugi anion upravo počinje taložiti? 51. Topljivost srebrovog jodata u vodi je 1, mol/l pri 25 C. Ako se u 500,00 ml otopine AgIO 3 pri 25 C doda 0,0005 mola srebrovog nitrata, nañite: a) koncentraciju pojedinog iona u otopini b) masu taloga 4

5 52. U otopini u kojoj su koncentracije c(cl - ) = 0,010 mol/l i c(cro 4 ) = 0,010 mol/l dodaje se postupno (kap po kap) otopina AgNO 3. Koji talog će se prvi početi taložiti, AgCl ili Ag 2 CrO U otopini Zn 2+, Pb 2+ i (NH 4 ) 2 S, koncentracija S je c(s ) = 0,0500 mol/l. Izračunajte količinu Pb 2+ i Zn 2+ koji su ostali neistaloženi u 1 ml otopine. 54. U otopinu CaCl 2 koncentracije c(cacl 2 ) = 0,1000 mol/l volumena 50,00 ml doda se 50,00 ml otopine H 2 SO 4 koncentracije c(h 2 SO 4 ) = 0,1000 mol/l. Izračunajte: a) masu CaSO 4 koja će se istaložiti b) koncentraciju Ca 2+ iona zaostalih u otopini 55. U otopinu koja sadrži klorid i kromat koncentracija c(cro 4 ) = 0,0100 mol/l i c(cl - ) = 0,0100 mol/l postupno se dodaje otopina AgNO 3. Koji od mogućih taloga će se prvi početi taložiti. 56. U volumenu od 1 L otopine amonijaka koncentracije c(nh 3 ) = 1,0 mol/l dodan je kruti AgCl u suvišku, od čega je utvrñeno da se 0,04 mola AgCl otopilo. Izračunajte konstantu nestabilnosti kompleksa Ag(NH 3 ) Za titraciju klorida u 100 ml vode uz kromat kao indikator utrošeno je 1,0 ml 0,100 mol/l AgNO 3. U završnoj točki titracije koncentracija kromata iznosi 1, mol/l. Izračunajte: a) koncentraciju klorida u završnoj točki b) pogrešku titracije 58. Analizira se smjesa čistih supstancija CaCO 3 i SrCO 3. Za analizu se odvaže 0,9380 g smjese i podvrgne žarenju. Masa dobivana žarenjem (CaO + SrO) iznosi 0,5980 g. Sastav smjese izrazite masenim udjelima! 59. Analizira se tehnički željezov(iii) klorid: Masa od 2,1020 g tehničkog željezovog(iii) klorida se otopi i nadopuni do 500,00 ml. Pipetom se prebaci 50,00 ml ove otopine u čašu i željezo istaloži amonijevim hidroksidom. Nakon filtriranja i žarenja masa dobivenog Fe 2 O 3 iznosila je 0,0968 g. Izračunajte maseni udio (%) FeCl 3 u uzorku tehničkog Fe(III)-klorida. 60. Analizom 2,0000 g uzorka limonita nañeno je da masa oksida Fe 2 O 3 + Al 2 O 3 iznosi 0,0812 g. Volumetrijskom metodom utvrñeno je da je maseni udio FeO u uzorku 1,5 %. Nañite maseni udio Al 2 O 3 u uzorku. 61. Analizom pirita, mase 0,5620 g, dobilo se 1,7040 g BaSO 4. Nañite maseni udio sumpora u piritu. 62. Iz uzorka mase 2,0000 g, nakon otapanja je istaložen barij dodatkom kalijeva jodata koncentracije 0,1 mol/l (u višku). Talog je otfiltriran i otopljen, a zatim je u otopinu dodan kalijev jodid u suvišku. Koji volumen standardne otopine Na 2 S 2 O 3 koncentracije 0,0400 mol/l će se utrošiti za titraciju osloboñenog joda ako je 28,50 % maseni udio BaCl 2 2H 2 O u uzorku. 63. Iz uzorka silikatnog materijala mase 2,5486 g nakon odgovarajućeg postupka dobiveno je 0,0746 g SiO 2. Izračunajte maseni udio (%) silicija u uzorku. 5

6 64. Izračunaj sadržaj Hg 2+ u otopini na temelju sljedećih podataka: Hg 2+ je istaložena djelovanjem KIO 4 u obliku Hg 5 (IO 6 ) 2 ; ioni IO 4 - (IO 6 5- ) su odreñeni u talogu dodatkom kalijeva jodida i titracijom nastalog joda s natrijevim tiosulfatom. Titracijom je potrošeno 19,50 ml otopine natrijeva tiosulfata koncentracije 0,1000 mol/l. 65. Izračunajte masene udjele (%) K 2 CO 3, Na 2 CO 3 i SiO 2 u supstanciji koja je smjesa ova tri sastojka, koristeći slijedeće podatke: 0,1250 g ovog uzorka je obrañeno kloridnom kiselinom, SiO 2 je uklonjen uparavanjem i dobiveno je 0,1280 g smjese KCl i NaCl. U ovoj smjesi je odreñen Cl - titracijom s otopinom AgNO 3 koncentracije c(agno 3 ) = 0,1003 mol/l pri čemu je utrošeno 19,70 ml. 66. Koji je volumen otopine NaOH koncentracije c(naoh) = 0,1250 mol/l potreban za neutralizaciju 3,50 ml otopine klorovodične kiseline, gustoće ρ = 1,19 kg/l i masenog udjela w(hcl) = 38,32 %. 67. Koliko mililitara otopine KOH, koja sadrži 0,0111 g KOH po ml, treba za neutralizaciju 25 ml HCl otopine koja sadrži 0,0078 g HCl/mL. 68. U otopini barijeva klorida istaložen je barijev sulfat. Nakon žarenja masa taloga iznosila je 0,2618 g. Izračunajte masu barija u početnoj otopini. 69. U uzorku mase 0,2500 g odreñuje se Cu tako da se iz kisele otopine dodatkom KI u suvišku oslobodi I 2 za koji se titracijom potroši 16,50 ml otopine Na 2 S 2 O 3 koncentracije c(na 2 S 2 O 3 ) = 0,1300 mol/l. Izračunajte maseni udio Cu 2 S u uzorku! 70. U uzorku rudače mase 0,4002 g svo željezo se prevede u željezo(ii) oblik i titrira sa standardnom otopinom KMnO 4 koncentracije c(kmno 4 ) = 0,0195 mol/l pri čemu se utroši 37,98 ml standardne otopine. Izrazite rezultat analize kao maseni udio: a) željeza u uzorku rudače b) magnetita, Fe 3 O 4, u uzorku rudače 71. Uzorak kuhinjske soli mase 0,2280 g u kojem je 99,21 % maseni udio natrijeva klorida, otopi se u vodi i kloridi talože dodatkom AgNO 3 koncentracije c(agno 3 ) = 0,1233 mol/l. Izračunajte volumen otopine AgNO 3 potreban za potpuno taloženje klorida. 72. Uzorak mase 0,1937 g koji sadrži Pb nakon otapanja i taloženja olova s H 2 SO 4 daje talog PbSO 4 mase 0,2294 g. Nañite maseni udjel PbO u uzorku! 73. Uzorak se sastoji samo od CaCO 3 i MgCO 3. Ako se analizom utvrdi da je maseni udio Ca u uzroku 20,0 % odredite maseni udio Mg u uzorku. 74. Analizira se fosfatna kiselina. Izračunajte volumen fosfatne kiseline (ρ = 1,6900 g/ml; w(h 3 PO 4 ) = 85,0 %) koji treba uzeti za analizu a da dobivena masa Mg 2 P 2 O 7 ne bude veća od 0,9000 g. 75. Analizom 2,0000 g uzorka limonita nañeno je da masa oksida Fe 2 O 3 + Al 2 O 3 iznosi 0,0900 g. Volumetrijskom metodom utvrñeno je da je maseni udio FeO u uzorku 2,0 %. Nañite maseni udio Al 2 O 3 u uzorku. 6

7 76. Analizom otopine aluminijeva sulfata, 50,00 ml otopine je uzeto i SO 4 istaloženo u obliku BaSO 4. Masa BaSO 4 iznosi 0,2640 g. Nañite masu koju sadrži 1 L otopine: a) SO 4 b) Al 2 (SO 4 ) 3 18H 2 O 77. Dodatkom dimetilglioksima, H 2 C 4 H 6 O 2 N 2, u otopinu niklova (II)-iona dobije se talog: Ni H 2 C 4 H 6 O 2 N 2 2H + + Ni(HC 4 H 6 O 2 N 2 ) 2 (s) Niklov dimetilglioksimat je voluminozan talog koji je nezgodan za rukovanje ako je količina veća od 175 mg. Količina nikla u odreñenoj rudači varira izmeñu 24 % i 35 %. Izračunajte masu uzorka koju ne bi trebalo prijeći kada se u rudači odreñuje sadržaj nikla. 78. Kalcij u otopini, pripremljenoj otapanjem 1,0480 g supstancije, je odreñen taloženjem s 25,00 ml otopine H 2 C 2 O 4. Za titriranje viška C 2 O 4 u jednoj četvrtini filtrata potrošeno je 5,00 ml otopine KMnO 4 koncentracije c(kmno 4 ) = 0,0205 mol/l. Koncentracija otopine H 2 C 2 O 4 je odreñena tako da se 25,00 ml otopine H 2 C 2 O 4 razrijedi četverostruko (tj. do 100,00 ml) a zatim se za 25,00 ml tako razrijeñene otopine titracijom potroši 24,10 ml otopine KMnO 4. Nañite maseni udio CaO u analiziranoj supstanciji! 79. Koji volumen otopine HCl koncentracije 0,1200 mol/l je potreban za neutralizaciju: a) 0,2000 g kemijski čistog Na 2 CO 3 b) 0,2000 g supstancije u kojoj je maseni udio CaO 70,0 % c) amonijaka razvijenog iz 0,4000 g supstancije u kojoj je maseni udio dušika 6,5 %? 80. Uzorak mase 0,2500 g sastoji se od čistog natrijeva klorida i inertnog materijala. Ako se za titraciju klorida, nakon otapanja uzorka, utroši 25,00 ml standardne otopine AgNO 3 koncentracije 0,1250 mol/l, odredite maseni udio NaCl u uzorku. KONSTANTE DISOCIJACIJE Spoj Formula K 1 K 2 K 3 Amonijak NH 4 OH Cijanovodik HCN Fluoridna kiselina HF Fosforna kiselina H 3 PO Mravlja kiselina HCOOH Octena (acetatna) kiselina CH 3 COOH Oksalna kiselina H 2 C 2 O Sumporasta kiselina H 2 SO Sumporvodik H 2 S Ugljična kiselina H 2 CO Voda H 2 O

8 KONSTANTE PRODUKTA TOPLJIVOSTI Spoj Formula K sp Aluminijev hidroksid Al(OH) Barijev kromat BaCrO Barijev fluorid BaF Barijev sulfat BaSO Cinkov hidroksid Zn(OH) Cerijev jodat Ce(IO 3 ) Cinkov sulfid ZnS Kalcijev karbonat CaCO Kalcijev fluorid CaF Kalcijev oksalat monohidrat CaC 2 O 4 H 2 O Kalcijev fosfat Ca 3 (PO 4 ) Kalcijev sulfat CaSO Magnezijev karbonat MgCO Magnezijev hidroksid Mg(OH) Magnezijev fosfat Mg 3 (PO 4 ) Srebrov(I) kromat Ag 2 CrO Srebrov(I) bromid AgBr Srebrov(I) klorid AgCl Srebrov(I) jodid AgI Srebrov(I) sulfid Ag 2 S Željezov(II) hidroksid Fe(OH) Željezov(II) sulfid FeS Željezov(III) hidroksid Fe(OH) Živin(I) klorid Hg 2 Cl Živin(II) sulfid HgS KONSTANTE STABILNOSTI KOMPLEKSA Kompleks - Ag(CN) 2 + Ag(NH 3 ) 2 2+ Cd(NH 3 ) 4 Cd(CN) 4 2+ Cu(NH 3 ) 4 Cn(CN) 4 2+ Zn(NH 3 ) 4 Zn(CN) 4 K stab