Masa de disolución de dimetilglioxima para precipitar el níquel de un acero

, por F_y_Q

Una muestra de 0,9984 g de acero contiene un 2,10\% de níquel. El níquel se determina mediante precipitación utilizando dimetilglioxima. ¿Qué volumen de una disolución, que es 2,15\% en peso de dimetilglioxima, se necesita para que se tenga un 50\% de exceso de agente precipitante al llevar a cabo la reacción de precipitación?

La reacción que tiene lugar es:

Ni^{2+} + 2H_2C_4H_6O_2N_2\ \longrightarrow\ 2H^+ + Ni(HC_4H_6O_2N_2)_2

Masas atómicas: Ni = 58,7 ; C = 12 ; H = 1 ; O = 16 ; N = 14.


SOLUCIÓN:

El níquel que contiene la muestra de acero es:
0,9984\ \cancel{g\ M}\cdot \frac{21\ g\ Ni}{100\ \cancel{g\ M}} = 2,097\cdot 10^{-2}\ g\ Ni
Vamos a emplear la relación de masas en la reacción para resolver el ejercicio por lo que tenemos que conocer la masa molecular de la dimetilglioxima:
H_2C_4H_6O_2N_2:\ 4\cdot 12 + 8\cdot 1 + 2\cdot 16 + 2\cdot 14 = 116\ \textstyle{g\over mol}
Si seguimos la estequiometría de la reacción podemos ver que 58,7 g de Ni requieren de 232 g de precipitante. Como queremos que sobre el 50\% de la masa de precipitante que usemos debemos multiplicar la cantidad estequiométrica por un factor que tenga eso en cuenta:
m = 232\ g\cdot 1,5 = 348\ g
Esta es la masa estequiométrica que sería necesaria para conseguir que todo el níquel precipite y que sobre la mitad del agente oxidante, pero solo tenemos una pequeña masa de níquel en la muestra que hemos calculado al principio. Hacemos la proporción:
\frac{58,7\ g\ Ni}{348\ g\ H_2C_4H_6O_2N_2} = \frac{2,097\ g\ Ni}{x}\ \to\ x = 0,1243\ g\ H_2C_4H_6O_2N_2
Como el agente precipitante viene en una disolución de la que conocemos el porcentaje en masa, calculamos la masa de disolución necesaria:

0,1243\ \cancel{g\ H_2C_4H_6O_2N_2}\cdot \frac{100\ g\ D}{0,0215\ \cancel{g\ H_2C_4H_6O_2N_2}} = \bf 578,1\ g\ D