Un altro esercizio sull’analisi gravimetrica

Efrem ha scritto:

Una soluzione di K₂SO₄ è sottoposta ad analisi gravimetrica dei solfati.

Se ne preleva un’aliquota di 100 mL e si fa precipitare a caldo BaSO₄ con l’aggiunta di BaCl₂, filtrando poi la soluzione contenente il precipitato. Si determina a peso costante la massa di un crogiolo, che risulta di 17,2843 g. Dopo aver eseguito le operazioni necessarie per la calcinazione, si determina a peso costante la massa del crogiolo + BaSO₄, che risulta pari a 18,8924 g.

Calcolare la concentrazione della soluzione di partenza espressa come g/L di solfato di potassio.

Ecco la soluzione:

Per prima cosa si determina, per differenza, la massa del precipitato di solfato di bario e si calcola la corrispondente quantità in moli; tale quantità coincide di fatto con la quantità in moli di ioni solfato presenti nei 100 mL di soluzione sottoposta ad analisi. Si giunge al risultato richiesto se si calcola la concentrazione molare della soluzione e la si moltiplica per la massa molare del solfato di potassio.  

Equazioni di reazione e calcoli sono questi:

K₂SO₄ → 2 K⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq)        BaCl₂  →  Ba²⁺_(aq) + 2 Cl^-_(aq)

Ba²⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq)  →  BaSO_4(s)          reazione di precipitazione

m BaSO_4(s) = m_{crogiolo + BaSO4} – m_crogiolo = (18,8924 – 17,2843) g = 1,6081 g

n BaSO_4(s) = m/m_molare = 1,6081 g / 233,43 g/mol = 6,889×10^-2 mol = n SO₄^2-_{(aq) in 100 mL}

M SO₄^2-_(aq) = n SO₄^2-_(aq)/V= 6,889×10^-2 mol/0,100 L = 6,889×10^-1 mol/L = M K₂SO₄

C_g/L K₂SO_4(s) = M×m_molare = 6,889×10^-1 mol/L×174,259 g/mol = 12,0047 g/L

In conclusione, la concentrazione della soluzione di partenza è pari a 12,0047 g/L di solfato di potassio.