Kristályvizes kálium-alumínium-timsó vízben való oldásával 250 cm3 oldatot készítettünk. Hány gramm timsót oldottunk fel, ha az oldat 20 cm3-éből a szulfátion gravimetriás meghatározásakor 1,167 g bárium-szulfát vált le?

A gravimetria tömeg szerinti elemzést jelent: a kiválasztott alkotót, ami itt az SO4(2-) szulfát ion, vizes oldatából csapadék formájában megfelelő reagenssel, ami itt valamilyen vízoldható Ba bárium vegyület (mondjuk BaCl2 bárium-klorid), leválasztjuk, majd (kezelés után) a csapadék tömegét mérjük.

Az egyik legpontosabb analitikai módszer, azonban a mennyiségi leválasztás feltétele, hogy a kiválasztott alkotó, ami itt az SO4(2-) szulfát ion, legalább 99,9 %-át le tudjuk választani csapadék formájában. A legtöbb rosszul oldódó só képzése megfelel ennek az elvárásnak: a BaSO4 bárium-szulfát is ilyen, de ha kikeresed a Függvénytáblázatban a vízben (nagyon) rosszul oldódó sókat, sokat találsz ott.

A leválasztás ionegyenlete:

Ba2+ + SO4(2-) = BaSO4

A bárium-szulfát anyagmennyisége megegyezik a 20 cm3 oldatban (a leválasztás előtt) lévő szulfát ion anyagmennyiségével:

nBaSO4 = mBaSO4 / MBaSO4 = 1,167 g / 233,384 g/mol = 0,0050 mol = n[20]SO4(2-)

Ez a szulfát anyagmennyiség 20 cm3 oldatban volt, a kérdés, hogy az eredeti 250 cm3 oldatban mennyi volt? Ez aránypárral írható fel:

n[20]SO4(2-) / 20 cm3 = n[250]SO4(2-) / 250 cm3

n[250]SO4(2-) = 0,0050 mol/20 cm3 * 250 cm3 = 0,0625 mol

A timsók 12 mol vízzel kristályosodó kettős szulfátok: ME(SO4)2 • 12H2O, ahol M egyértékű kation (Na+, K+, ...), E pedig +3 oxidációs állapotú fém (Al3+, Ti3+, ...). A (közönséges) timsó, amiről itt szó van a KAl(SO4)2 • 12H2O kálium-alumínium-szulfát-dodekahidrát.

Vizben oldáskor a KAl(SO4)2 • 12H2O timsó a következő részecskéket szolgáltatja:

KAl(SO4)2 • 12H2O = K+ + Al3+ + 2 SO4(2-) + 12 H2O

Ezért a bemért kálium-alumínium-szulfát-dodekahidrát anyagmennyisége a 250 cm3 vizes oldatban megjelenő szulfát ion anyagmennyiségének fele, tömege pedig:

nKAl(SO4)2 • 12H2O = n[250]SO4(2-) / 2 = 0,0625 mol / 2 = 0,03125 mol

mKAl(SO4)2 • 12H2O = nKAl(SO4)2 • 12H2O * MKAl(SO4)2 • 12H2O

mKAl(SO4)2 • 12H2O = 0,03125 mol * 474,372 g/mol = 14,824 g

Moláris tömeg számításhoz:

IUPAC 2013:

[link]