Anàlisi de Fe₃O₄ en un Mineral mitjançant Valoració amb Dicromat

Per determinar una mostra d’un mineral de ferro, de l’òxid de ferro (II) i òxid de ferro (III), oxidem doble ferro (II) a ferro (III) (Fe₃O₄ → Fe₂O₃); es dissol un pes de 0,333 g de la mostra, a la dissolució obtinguda reduïm tot l’ió ferro (III) present a ferro (II), i quant es valora amb una dissolució 0,0379 N de dicromat de potassi, es consumeixen 42,40 mL per a la total valoració del ferro (II). a) Escriu la reacció redox del procés b) Determina el % d’òxid de ferro (II) i ferro (III) a la mostra

a) Reduïm tot el ferro (III) a ferro (II) valorem amb dicromat

$$\text{Fe}^{2+} \rightarrow \text{Fe}^{3+} + 1\text{e}^- \quad \text{Oxidació}$$

$$\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 14\text{H}^+ + 6\text{e}^- \rightarrow 2\text{Cr}^{3+} + 7\text{H}_2\text{O} \quad \text{Reducció}$$

$$\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 14\text{H}^+ + 6\text{Fe}^{2+} \rightarrow 2\text{Cr}^{3+} + 6\text{Fe}^{3+} + 7\text{H}_2\text{O}$$

b)

$$\text{equivalents de } \text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} = \text{equivalents de } \text{Fe}^{2+}$$

$$42,40 \cdot 10^{-3} \text{ L} \cdot 0,0379 \text{ eq } \text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} \div \text{L} \cdot \frac{\text{leq Fe}^{2+}}{\text{leq } \text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}} \cdot \frac{55,85 \text{ g Fe}^{2+}}{\text{leq Fe}^{2+}} = 0,323 \text{ g Fe}$$

$$\% \text{ de ferro a la mostra } \frac{L}{0,333 \text{ g total}} \cdot \frac{0,323 \text{ g Fe}}{100} = 96,9\% \text{ de Fe}$$

Si comparem aquest valor de riquesa del ferro, determinat experimentalment, amb els valors que correspondrien, teòricament, a cadascun dels òxids tendrem:

$$\% \text{ de ferro al } \text{FeO} = 100 \cdot \frac{55,85 \text{ g Fe}}{71,85 \text{ g FeO}} = 77,73\% \text{ de Fe, no podria ésser}$$

$$\% \text{ de ferro al } \text{Fe}_2\text{O}_3 = 100 \cdot \frac{2 \cdot 55,85 \text{ g Fe}}{159,7 \text{ g Fe}_2\text{O}_3} = 69,9\% \text{ de Fe, no podria ésser}$$

$$\% \text{ de ferro al } \text{Fe}_3\text{O}_4 = 100 \cdot \frac{3 \cdot 55,85 \text{ g Fe}}{231,55 \text{ g Fe}_3\text{O}_4} = 72,38\% \text{ de Fe, no podria ésser}$$

El resultat més coincident és el del Fe₃O₄, aquest seria l’òxid que tindria.