KWALIFIKACJA CHM6 - CZERWIEC 2015

PYTANIE NR 20.
Podczas oznaczania żelaza metodą strąceniowo-wagową w próbce o masie 0,3495 g uzyskano 0,2000 g osadu Fe2O3. Oblicz procentową zawartość jonów żelaza(III) w tej próbce przyjmując, że mnożnik analityczny do przeliczenia masy Fe2O3 na Fe wynosi 0,6994.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Masę Fe oblicza się z masy osadu Fe2O3 przez mnożnik analityczny: 0,2000 g · 0,6994 = 0,13988 g Fe. Następnie liczy się udział masowy w próbce: (0,13988 / 0,3495)·100% ≈ 40,03%, co po zaokrągleniu daje 40%.

Pełne wyjaśnienie:

W metodzie strąceniowo-wagowej najpierw otrzymuje się i waży osad o znanym składzie, a potem przelicza jego masę na masę oznaczanego składnika. W tym zadaniu osadem jest Fe2O3, a interesuje nas zawartość jonów żelaza(III), czyli w praktyce masa żelaza odpowiadająca temu osadowi.

Krok 1: przeliczenie masy osadu na masę Fe
Podany mnożnik analityczny (0,6994) oznacza, ile gramów Fe odpowiada 1 gramowi Fe2O3 w tej procedurze obliczeniowej.
m(Fe) = m(Fe2O3) · 0,6994
m(Fe) = 0,2000 g · 0,6994 = 0,13988 g

Krok 2: obliczenie procentowej zawartości Fe(III) w próbce
Udział masowy (w %) liczymy jako stosunek masy Fe do masy próbki, pomnożony przez 100%.
w% = (m(Fe) / m(próbki)) · 100%
w% = (0,13988 g / 0,3495 g) · 100% ≈ 40,03%

Zaokrąglenie
Otrzymane ~40,03% zaokrągla się do pełnych procentów zgodnie z formą odpowiedzi w zadaniu, co daje 40%.

Dlaczego pozostałe wartości są niepoprawne?

  • 20% zwykle wynika z pominięcia części przeliczenia (np. błędnego założenia, że masa Fe to połowa masy osadu lub z nieprawidłowego użycia mnożnika).
  • 60% może pojawić się, gdy ktoś omyłkowo zastosuje odwrotny przelicznik (dzielenie przez 0,6994 zamiast mnożenia) albo myli, co jest licznikiem w ułamku.
  • 80% jest nielogiczne dla tych danych, bo oznaczałoby, że prawie cała próbka to Fe; tymczasem z 0,2000 g osadu wychodzi tylko 0,13988 g Fe w próbce 0,3495 g.

Praktyczna wskazówka egzaminacyjna: po obliczeniach zawsze zrób szybki test sensowności wyniku (czy masa Fe nie jest większa niż masa próbki i czy procent nie przekracza 100%).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Mnożnik analityczny przelicza masę zważonego osadu na masę oznaczanego składnika. Jeśli dla Fe2O3 → Fe wynosi 0,6994, to 1 g osadu odpowiada 0,6994 g Fe. Dzięki temu nie trzeba każdorazowo liczyć ze stechiometrii.
Fe(III) oznacza żelazo na III stopniu utlenienia (jon Fe3+). W grawimetrii często wytrąca się związek, w którym żelazo jest właśnie w tym stopniu, np. po prażeniu osadu otrzymuje się Fe2O3. Do obliczeń zwykle liczy się masę Fe.
Procent osadu mówiłby tylko, ile w próbce jest Fe2O3, a nie ile jest żelaza. W praktyce technologicznej interesuje zawartość pierwiastka (Fe) lub jonu (Fe3+). Dlatego masę osadu trzeba przeliczyć na masę Fe.
Najpierw liczysz masę Fe: m(Fe)=m(osadu)·mnożnik. Potem liczysz procent: w%=(m(Fe)/m(próbki))·100%. Na końcu dopasowujesz zaokrąglenie do formy odpowiedzi (np. do pełnych procentów).
Tak, jeśli w arkuszu odpowiedzi są podane wartości całkowite (np. 20%, 40%, 60%, 80%), to należy zaokrąglić do pełnych procentów. Warto jednak policzyć dokładnie i dopiero na końcu zaokrąglić, żeby nie "zgubić" setnych w trakcie obliczeń.
Najczęściej myli się kolejność: najpierw trzeba przeliczyć osad na Fe, dopiero potem liczyć procent. Częsty jest też błąd z 100% (brak mnożenia lub podwójne mnożenie) oraz zastosowanie odwrotnego przelicznika. Pomaga kontrola: wynik nie może przekroczyć 100%.
Cała metoda opiera się na tym, że zważony osad ma znany, stały skład chemiczny. Tylko wtedy masa osadu jednoznacznie odpowiada określonej masie oznaczanego składnika. Jeśli osad jest zanieczyszczony lub uwodniony, przelicznik przestaje być poprawny.
Stosuje się je, gdy potrzebna jest metoda odniesienia (dokładna) lub gdy warunki laboratoryjne pozwalają na strącanie i prażenie osadu do stałej masy. W kontroli procesów może służyć do weryfikacji innych metod (np. miareczkowych czy instrumentalnych).
Zrób dwa szybkie testy: (1) masa Fe po przeliczeniu nie może być większa niż masa próbki, (2) procent nie może przekroczyć 100%. Dodatkowo porównaj rząd wielkości: skoro osadu jest 0,2000 g z próbki 0,3495 g, wynik rzędu kilkudziesięciu procent jest logiczny.
Tak. Mnożnik wynika ze stechiometrii i mas molowych (a więc z mas atomowych), a w praktyce bywa podawany z określoną liczbą cyfr znaczących. Różne tablice mas atomowych i różne zaokrąglenia mogą dać minimalnie inny mnożnik, co zmienia wynik o ułamki procenta.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 43% zdających egzamin. trudne

Eksperci podkreślają: "Masę Fe oblicza się z masy osadu Fe2O3 przez mnożnik analityczny: 0,2000 g · 0,6994 = 0,13988 g Fe."

Źródła:

  • IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW), Standard Atomic Weights (online tabela mas atomowych) – https://ciaaw.org/atomic-weights.htm (dostęp: 2026-02-28)
  • NIST, Atomic Weights and Isotopic Compositions (dane o masach atomowych Fe i O) – https://physics.nist.gov/cgi-bin/Compositions/stand_alone.pl (dostęp: 2026-02-28)
  • ChemLibreTexts, Gravimetric Analysis (opis metody grawimetrycznej i przeliczeń masowych) – https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Analytical_Chemistry/Analytical_Chemistry_2.1_(Harvey)/09%3A_Gravimetric_Methods (dostęp: 2026-02-28)

Materiały:

  • Skrypty z chemii analitycznej dotyczące grawimetrii (analiza wagowa)
  • Materiały dydaktyczne o stechiometrii i przeliczeniach masowych
  • Zbiory zadań rachunkowych z chemii analitycznej (procent masowy, przeliczniki)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego