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(HNO3) = 68,0 %, ρ = 1,405 g/mL) je potreban za pripravu 800,00 mL otopine HNO3 koncentracije 0,0400 mol/L? 5. Koju masu MgSO4×7H2O treba uzeti da se pripravi 100,00 mL otopine koncentracije c(Mg2+) = 0,1000 mol/L. 6. Nañite masu potrebnu za pripravu 200,00 mL otopine koncentracije 0,1800 mol/L, za sljedeće supstancije: a) Na2SO4

b) BaCl2×2H2O c) ½H2SO4

7. Nañite volumen otopine H2SO4, c(H2SO4) = 0,7000 mol/L, koji se može pripremiti od 18,00 mL otopine H2SO4 (ρ = 1,705 g/mL, w(H2SO4) = 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(HNO3) = 70 %. Nañite masu HNO3 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(NH4OH) = 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(NH4OH) = 0,1500 mol/L disocira 1,10 %. a) Izračunajte konstantu disocijacije amonijeva hidroksida - K(NH4OH). b) Ako se u 100 mL otopine pod a) doda 2.1400 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(NH4OH) = 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(NH4OH) = 0,0500 mol/L i c(NH4Cl) = 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 NH4OH koncentracije c(NH4OH) = 0,1000 mol/L s 20,00 mL: a) vode b) otopine NH4Cl, c(NH4Cl) = 0,2000 mol/L 21. Izračunajte pH otopine koncentracije: a) c(HCl) = 0,200 mol/L b) c(NH4OH) = 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(NH4OH) = 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.

3

25. Koji efekt na disocijaciju NH4OH ima dodatak 26,75 g amonijeva klorida u litru otopine amonijaka koncentracije c(NH4OH) = 0,100 mol/L. 26. Koliko grama NH4Cl je potrebno dodati u 500,00 mL otopine NH4OH koncentracije c(NH4OH) = 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 NH4OH koncentracije c(NH4OH) = 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 NH4OH koncentracije c(NH4OH) = 0,0500 mol/L izračunajte: a) pH vrijednost b) stupanj disocijacije NH4OH 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) CaF2 1,70 c) Fe(OH)3 3,8 × 10-6

35. Izračunajte koncentraciju Cu+ i CN- iona u otopini K2Cu(CN)3 koncentracije c(K2Cu(CN)3) = 0,1000 mol/L ako je konstanta nestabilnosti kompleksa Knest(Cu(CN)3

2-

) = 5,0×10-28. Izračunajte koncentraciju Cu+ iona u otopini u kojoj su koncentracije c(Cu(CN)3

2-) = 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 AgNO3 koncentracije c(AgNO3) = 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 NH3 u dobivenoj otopini 0,50 mol/L, a volumen otopine je 500 mL, kolika je koncentracija Ag+ u otopini?

4

38. Ako se pomiješaju jednaki volumeni otopina AgNO3 i NaCl koncentracija 0,1000 mol/L, hoće li se istaložiti talog AgCl? 39. Izračunajte koncentraciju Ce3+ u otopini koja se dobije miješanjem 50,00 mL otopine Ce3+ koncentracije c(Ce3+) = 0,0500 mol/L i 50,00 mL otopine IO3

- koncentracije c(IO3-

) = 0,5000 mol/L.

40. Izračunajte koncentraciju NH3 koja je potrebna da spriječi taloženje AgCl iz 0,010 mol/L otopine AgNO3 koja je 0,010 mol/L s obzirom na NaCl. 41. Izračunajte koncentraciju NH3 potrebnu da spriječi taloženje AgBr iz otopine u kojoj je c(AgNO3) = 0,001 mol/L i c(NaBr) = 0,01 mol/L. 42. Izračunajte masu AgI koja će se otopiti u 100,00 mL otopine NH3 koncentracije c(NH3) = 10,00 mol/L. 43. Koju je masu AgCl potrebno otopiti u 500,00 mL otopine NH3 koncentracije c(NH3) = 0,1000 mol/L da bi otopina bila zasićena. 44. Izračunajte vrijednost konstante produkta topljivosti, Kpt(Pb(OH)2), ako je topljivost s(Pb(OH)2) = 4,2×10-6 mol/L. 45. Koliko grama Ag2S će se otopiti u 500,00 mL otopine NaCN koncentracije c(NaCN) = 0,2000 mol/L? 46. Koliko grama Ba(IO3)2×2H2O treba dodati u 600,00 mL vode da se dobije zasićena otopina? 47. Konstanta produkta topljivosti za Co(OH)2 je 2,0×10-16. Kolika je koncentracija hidroksidnog iona potrebna da iz otopine CoSO4 koncentracije 8,4×10-4 mol/L započne taloženje Co(OH)2. 48. Na čisti i suhi AgCl, mase 1,0000 g, doda se 5,00 mL otopine NH3 koncentracije 2,000 mol/L. Nañite masu AgCl koja će se otopiti. 49. Otopina AgNO3 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 Na2SO4 i 0,02 mola NaF. Ako se BaCl2 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 1,42×10-4 mol/L pri 25 °C. Ako se u 500,00 mL otopine AgIO3 pri 25 °C doda 0,0005 mola srebrovog nitrata, nañite: a) koncentraciju pojedinog iona u otopini b) masu taloga

5

52. U otopini u kojoj su koncentracije c(Cl-) = 0,010 mol/L i c(CrO42-) = 0,010 mol/L dodaje

se postupno (kap po kap) otopina AgNO3. Koji talog će se prvi početi taložiti, AgCl ili Ag2CrO4. 53. U otopini Zn2+, Pb2+ i (NH4)2S, koncentracija S2- je c(S2-) = 0,0500 mol/L. Izračunajte količinu Pb2+ i Zn2+ koji su ostali neistaloženi u 1 mL otopine. 54. U otopinu CaCl2 koncentracije c(CaCl2) = 0,1000 mol/L volumena 50,00 mL doda se 50,00 mL otopine H2SO4 koncentracije c(H2SO4) = 0,1000 mol/L. Izračunajte: a) masu CaSO4 koja će se istaložiti b) koncentraciju Ca2+ iona zaostalih u otopini 55. U otopinu koja sadrži klorid i kromat koncentracija c(CrO4

2-) = 0,0100 mol/L i c(Cl-

) = 0,0100 mol/L postupno se dodaje otopina AgNO3. Koji od mogućih taloga će se prvi početi taložiti. 56. U volumenu od 1 L otopine amonijaka koncentracije c(NH3) = 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(NH3)2

+. 57. Za titraciju klorida u 100 mL vode uz kromat kao indikator utrošeno je 1,0 mL 0,100 mol/L AgNO3. U završnoj točki titracije koncentracija kromata iznosi 1,33×10-3 mol/L. Izračunajte: a) koncentraciju klorida u završnoj točki b) pogrešku titracije 58. Analizira se smjesa čistih supstancija CaCO3 i SrCO3. 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 Fe2O3 iznosila je 0,0968 g. Izračunajte maseni udio (%) FeCl3 u uzorku tehničkog Fe(III)-klorida. 60. Analizom 2,0000 g uzorka limonita nañeno je da masa oksida Fe2O3 + Al2O3 iznosi 0,0812 g. Volumetrijskom metodom utvrñeno je da je maseni udio FeO u uzorku 1,5 %. Nañite maseni udio Al2O3 u uzorku. 61. Analizom pirita, mase 0,5620 g, dobilo se 1,7040 g BaSO4. 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 Na2S2O3 koncentracije 0,0400 mol/L će se utrošiti za titraciju osloboñenog joda ako je 28,50 % maseni udio BaCl2×2H2O u uzorku. 63. Iz uzorka silikatnog materijala mase 2,5486 g nakon odgovarajućeg postupka dobiveno je 0,0746 g SiO2. Izračunajte maseni udio (%) silicija u uzorku.

6

64. Izračunaj sadržaj Hg2+ u otopini na temelju sljedećih podataka: Hg2+ je istaložena djelovanjem KIO4 u obliku Hg5(IO6)2; ioni IO4

-(IO65-) 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 (%) K2CO3, Na2CO3 i SiO2 u supstanciji koja je smjesa ova tri sastojka, koristeći slijedeće podatke: 0,1250 g ovog uzorka je obrañeno kloridnom kiselinom, SiO2 je uklonjen uparavanjem i dobiveno je 0,1280 g smjese KCl i NaCl. U ovoj smjesi je odreñen Cl- titracijom s otopinom AgNO3 koncentracije c(AgNO3) = 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 I2 za koji se titracijom potroši 16,50 mL otopine Na2S2O3 koncentracije c(Na2S2O3) = 0,1300 mol/L. Izračunajte maseni udio Cu2S u uzorku! 70. U uzorku rudače mase 0,4002 g svo željezo se prevede u željezo(II) oblik i titrira sa standardnom otopinom KMnO4 koncentracije c(KMnO4) = 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, Fe3O4, 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 AgNO3 koncentracije c(AgNO3) = 0,1233 mol/L. Izračunajte volumen otopine AgNO3 potreban za potpuno taloženje klorida. 72. Uzorak mase 0,1937 g koji sadrži Pb nakon otapanja i taloženja olova s H2SO4 daje talog PbSO4 mase 0,2294 g. Nañite maseni udjel PbO u uzorku! 73. Uzorak se sastoji samo od CaCO3 i MgCO3. 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(H3PO4) = 85,0 %) koji treba uzeti za analizu a da dobivena masa Mg2P2O7 ne bude veća od 0,9000 g. 75. Analizom 2,0000 g uzorka limonita nañeno je da masa oksida Fe2O3 + Al2O3 iznosi 0,0900 g. Volumetrijskom metodom utvrñeno je da je maseni udio FeO u uzorku 2,0 %. Nañite maseni udio Al2O3 u uzorku.

7

76. Analizom otopine aluminijeva sulfata, 50,00 mL otopine je uzeto i SO42- istaloženo u

obliku BaSO4. Masa BaSO4 iznosi 0,2640 g. Nañite masu koju sadrži 1 L otopine: a) SO4

2- b) Al2(SO4)3×18H2O 77. Dodatkom dimetilglioksima, H2C4H6O2N2, u otopinu niklova (II)-iona dobije se talog:

Ni2+ + 2 H2C4H6O2N2 2H+ + Ni(HC4H6O2N2)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 H2C2O4. Za titriranje viška C2O4

2- u jednoj četvrtini filtrata potrošeno je 5,00 mL otopine KMnO4 koncentracije c(KMnO4) = 0,0205 mol/L. Koncentracija otopine H2C2O4 je odreñena tako da se 25,00 mL otopine H2C2O4 razrijedi četverostruko (tj. do 100,00 mL) a zatim se za 25,00 mL tako razrijeñene otopine titracijom potroši 24,10 mL otopine KMnO4. 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 Na2CO3 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 AgNO3 koncentracije 0,1250 mol/L, odredite maseni udio NaCl u uzorku. KONSTANTE DISOCIJACIJE Spoj Formula K1 K2 K3 Amonijak NH4OH 1.82×10-5 Cijanovodik HCN 6.2×10-10 Fluoridna kiselina HF 6.8×10-4 Fosforna kiselina H3PO4 7.11×10-3 6.32×10-8 7.1×10-13 Mravlja kiselina HCOOH 1.80×10-4 Octena (acetatna) kiselina CH3COOH 1.75×10-5 Oksalna kiselina H2C2O4 5.60×10-2 5.42×10-5 Sumporasta kiselina H2SO3 1.23×10-2 6.6×10-8 Sumporvodik H2S 9.5×10-8 1.3×10-14 Ugljična kiselina H2CO3 4.45×10-7 4.69×10-11 Voda H2O 1.01×10-14

8

KONSTANTE PRODUKTA TOPLJIVOSTI Spoj Formula Ksp Aluminijev hidroksid Al(OH)3 3×10-34

Barijev kromat BaCrO4 1.17×10-10

Barijev fluorid BaF2 1.84×10-7

Barijev sulfat BaSO4 1.08×10-10

Cinkov hidroksid Zn(OH)2 3×10-17

Cerijev jodat Ce(IO3)3 3.20×10-10 Cinkov sulfid ZnS 2×10-25

Kalcijev karbonat CaCO3 3.36×10-9

Kalcijev fluorid CaF2 3.45×10-11

Kalcijev oksalat monohidrat CaC2O4×H2O 2.32×10-9

Kalcijev fosfat Ca3(PO4)2 2.07×10-33 Kalcijev sulfat CaSO4 4.93×10-5

Magnezijev karbonat MgCO3 6.82×10-6

Magnezijev hidroksid Mg(OH)2 5.61×10-12

Magnezijev fosfat Mg3(PO4)2 1.04×10-24

Srebrov(I) kromat Ag2CrO4 1.12×10-12

Srebrov(I) bromid AgBr 5.35×10-13 Srebrov(I) klorid AgCl 1.77×10-10 Srebrov(I) jodid AgI 8.52×10-17

Srebrov(I) sulfid Ag2S 8×10-51

Željezov(II) hidroksid Fe(OH)2 4.87×10-17

Željezov(II) sulfid FeS 8×10-19

Željezov(III) hidroksid Fe(OH)3 2.79×10-39

Živin(I) klorid Hg2Cl2 1.43×10-18

Živin(II) sulfid HgS 2×10-53

KONSTANTE STABILNOSTI KOMPLEKSA Kompleks Kstab. Ag(CN)2

- 7.08×1019 Ag(NH3)2

+ 1.07×107 Cd(NH3)4

2+ 3.63×106 Cd(CN)4

2- 1.29×1017 Cu(NH3)4

2+ 1.07×1012 Cn(CN)4

2- 2.00×1030 Zn(NH3)4

2+ 5.01×108 Zn(CN)4

2- 5.75×1016