Os agentes quelantes geralmente usados para tratar casos de envenenamento com metais são o EDTA (etilenodiaminotetracético), o dimercaprol e a penicilamina, o último sendo um produto de degradação da
penicilina. A estrutura do EDTA contém grupamentos amina e carboxilato duros, o que significa que ele coordena-se prontamente com metais duros tais como o cálcio e o magnésio. Ambos os elementos são componentes essenciais dos organismos vivos e a sua depleção resultaria no mau funcionamento de vários processos biológicos, assim como no enfraquecimento da estrutura óssea dos mamíferos. Em conseqüência, o EDTA é normalmente usado sob a forma do sal Na2 Ca (EDTA) numa tentativa de reduzir a depleção do Ca^2+.
Reação: Ca^+2+Y^4- rightarrow CaY^2- çã
Calcular o pCa quando se adiciona 50 ml de Ca^+2 0.005 M a 25 ml de Y 4-0.01 M a pH =10.
Dado: K est [CaY^-2]=1,75 times 10^10.

Passo 1

Primeiro, vamos resumir o enunciado da questão. Temos um problema relacionado à química de coordenação, especificamente envolvendo agentes quelantes como o EDTA, que são usados para tratar envenenamentos com metais. O exercício nos pede para calcular o pCa quando misturamos soluções de íons cálcio ( Ca^2+) e íons do agente quelante Y ^4-, considerando um determinado equilíbrio químico. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de concentração, equilíbrio químico e cálculo de pH.

Passo 2

Vamos começar calculando a quantidade de íons Ca^2+ e Y ^4- presentes nas soluções antes da mistura.
  • Quantidade de Ca^2+:
    Volume = 50, ml = 0.050, L
    Concentração = 0.005, M çã
    Mo<=s de Ca^2+ = 0.050, L times 0.005, M = 0.00025, mol
  • Quantidade de Y ^4-:
    Volume = 25, ml = 0.025, L
    Concentração = 0.01, M çã
    Mo<=s de Y^4- = 0.025, L times 0.01, M = 0.00025, mol

Passo 3

Após a mistura das soluções, o volume total será:
50, ml + 25, ml = 75, ml = 0.075, L
As novas concentrações iniciais serão:
[Ca^2+]inicial = 0.00025, mol0.075, L approx 0.00333, M
[Y^4-]inicial = 0.00025, mol0.075, L approx 0.00333, M

Passo 4

Considerando a reação de equilíbrio:
Ca^2+ + Y^4- rightarrow CaY^2-
Vamos supor que x mol/L de Ca^2+ reage com x mol/L de Y ^4- para formar CaY^2-. As concentrações em equilíbrio serão:
[Ca^2+] = 0.00333 - x
[Y^4-] = 0.00333 - x
[CaY^2-] = x

Passo 5

Aplicando a constante de equilíbrio ( Kest):
Kest = 1.75 times 10^10 = [CaY^2-][Ca^2+][Y^4-] = x(0.00333 - x)^2
Dada a grandeza de Kest, podemos assumir que quase todo o Ca^2+ e Y ^4- reagiram, ou seja, x approx 0.00333, M.

Passo 6

Com x approx 0.00333, M, a concentração de Ca^2+ em equilíbrio é:
[Ca^2+] approx 0.00333 - 0.00333 = 0, M
Na prática, haverá uma concentração muito pequena de Ca^2+ restante, que podemos calcular aproximadamente como:
[Ca^2+] approx xKest times [Y^4-] = 0.003331.75 times 10^10 times 0.00333 approx 5.71 times 10^-14, M

Passo 7

Agora, calculamos o pCa, que é definido como:
pCa = -log([Ca^2+])
Substituindo a concentração calculada:
pCa = -log(5.71 times 10^-14) approx 13.24

Resposta

O pCa é aproximadamente 13,24.

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