KWALIFIKACJA CHM4 - STYCZEŃ 2017

PYTANIE NR 29.
Mnożnik analityczny dla żelaza oznaczonego wagowo w postaci tlenku żelaza(III) wynosi
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Mnożnik analityczny w grawimetrii to stosunek masy oznaczanego składnika do masy ważonej postaci. Dla Fe oznaczanego jako Fe2O3 jest to udział masowy Fe w Fe2O3: (2·Ar(Fe)) / (2·Ar(Fe)+3·Ar(O)). Po podstawieniu typowych mas atomowych otrzymuje się ok. 0,6994.

Pełne wyjaśnienie:

W analizie wagowej (grawimetrii) wynik często otrzymuje się jako masę osadu, a następnie przelicza na masę oznaczanego składnika. Do tego służy mnożnik analityczny (zwany też czynnikiem grawimetrycznym):

m(analitu) = f · m(postaci ważonej), gdzie f jest ułamkiem masowym analitu w związku, który został zważony.

Jeżeli żelazo oznacza się wagowo w postaci tlenku żelaza(III), to zważoną postacią jest Fe2O3, a analitem jest Fe. W 1 molu Fe2O3 znajdują się 2 mole Fe oraz 3 mole O, więc:

  • masa żelaza w 1 molu Fe2O3: 2·Ar(Fe)
  • masa molowa Fe2O3: 2·Ar(Fe) + 3·Ar(O)

Stąd mnożnik analityczny:

f = (2·Ar(Fe)) / (2·Ar(Fe) + 3·Ar(O))

Po podstawieniu powszechnie używanych wartości mas atomowych (w zależności od tablic i przyjętego zaokrąglenia) otrzymuje się wynik około 0,6994.

Dlaczego pozostałe propozycje są nieprawidłowe? Wartość 0,7 jest zbyt mocno zaokrąglona i nie odpowiada typowej dokładności w tablicach mnożników. Wartość 0,3497 odpowiadałaby w praktyce "połowie" właściwego udziału (błąd wynikający z nieuwzględnienia, że w Fe2O3 są dwa atomy Fe). Z kolei 0,7773 jest za duże, co wskazuje na niedoszacowanie masy tlenu (pominięcie części tlenu lub błędny wzór tlenku).

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze zapisuj wzór postaci ważonej, policz liczbę atomów analitu w cząsteczce i dopiero wtedy buduj ułamek "masa analitu w cząsteczce / masa całej cząsteczki". To minimalizuje typowe błędy proporcji.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Mnożnik analityczny (czynnik grawimetryczny) to liczba, przez którą mnożysz masę zważonej postaci (np. osadu), aby otrzymać masę oznaczanego składnika. Jest to zwykle udział masowy analitu w związku, który został zważony, wynikający ze stechiometrii i mas molowych.
Traktuj mnożnik jako udział masowy Fe w Fe2O3. Liczysz: f = (2·Ar(Fe)) / (2·Ar(Fe)+3·Ar(O)). Licznik to masa Fe w 1 molu Fe2O3, a mianownik to masa molowa Fe2O3. Potem wynik zaokrąglasz zgodnie z wymaganą dokładnością.
W cząsteczce Fe2O3 są dwa atomy żelaza, więc masa żelaza przypadająca na 1 mol Fe2O3 to 2 razy masa atomowa Fe. Pominięcie tej "dwójki" daje wynik zaniżony (często około połowy poprawnej wartości), co jest typowym błędem na sprawdzianach i egzaminach.
Nie zawsze co do ostatniej cyfry. Wartość zależy od tego, jakie masy atomowe (tablice) i jakie zasady zaokrąglania przyjmujesz w zadaniu lub laboratorium. Sens fizyczny pozostaje ten sam: to udział masowy Fe w Fe2O3. Dlatego na egzaminie ważna jest zgodność z podanymi/typowymi tablicami.
Najczęściej: (1) błędny wzór osadu (np. FeO zamiast Fe2O3), (2) pominięcie indeksów we wzorze i złe współczynniki w liczniku, (3) mylenie "ilości moli" z "masą", (4) nieuwzględnienie tlenu w masie molowej, (5) zbyt agresywne zaokrąglenie do 0,7 bez kontroli wymaganej dokładności.
Oznacza to, że w procedurze analitycznej żelazo z próbki doprowadza się do stabilnej, znanej postaci stałej Fe2O3 (np. po strąceniu i prażeniu), a następnie waży się tę postać. Wynik w przeliczeniu na Fe uzyskuje się przez zastosowanie mnożnika stechiometrycznego.
Stosujesz zależność: m(Fe) = f · m(Fe2O3), gdzie f to mnożnik analityczny (udział masowy Fe w Fe2O3). Następnie, jeśli wymagane, przeliczasz na procent masowy w próbce: %Fe = m(Fe)/m(próbki)·100%.
Ta liczba często wynika z mechanicznego użycia Ar(Fe) zamiast 2·Ar(Fe) w liczniku albo z niepoprawnej interpretacji, że w Fe2O3 jest "jedno Fe". Ponieważ w rzeczywistości są dwa atomy Fe, prawidłowy udział masowy jest około dwa razy większy, stąd 0,3497 jest typową pułapką.
Potrzebujesz: (1) poprawnego wzoru zważonej postaci (tu Fe2O3), (2) mas atomowych pierwiastków (Fe i O) z tablic, (3) prostej stechiometrii, czyli liczby atomów analitu w cząsteczce. Dodatkowo musisz znać reguły zaokrąglania, aby podać wynik w oczekiwanej postaci.
Oceń udział tlenu: Fe2O3 zawiera sporo tlenu (3 atomy O), więc żelazo nie może stanowić np. 90% masy. Wynik powinien być między 0,5 a 0,8. Jeśli wychodzi około 0,35, to prawdopodobnie "zgubiłeś" jeden atom Fe w liczniku. Jeśli wychodzi ponad 0,75, zwykle zaniżyłeś masę tlenu.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 52% zdających egzamin. trudne

Według specjalistów z branży: "Mnożnik analityczny w grawimetrii to stosunek masy oznaczanego składnika do masy ważonej postaci."

Źródła:

  • IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW) – Atomic Weights of the Elements (tabela mas atomowych), https://ciaaw.org/atomic-weights.htm (dostęp: 2026-03-01)
  • NIST – Atomic Weights and Isotopic Compositions (dane mas atomowych), https://physics.nist.gov/cgi-bin/Compositions/stand_alone.pl (dostęp: 2026-03-01)
  • Daniel C. Harris, "Quantitative Chemical Analysis", rozdział o analizie grawimetrycznej i przelicznikach stechiometrycznych (gravimetric factor), wydanie zależne od dostępnego podręcznika

Materiały:

  • Podręcznik do chemii analitycznej ilościowej (dział: analiza grawimetryczna i czynniki grawimetryczne).
  • Tablice mas atomowych (IUPAC/NIST) używane w laboratorium i zasady zaokrąglania.
  • Zbiór zadań z obliczeń stechiometrycznych i przeliczeń w analizie ilościowej (osad → analit).

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego