Uma amostra desconhecida, com 25,00 mL, contendo os íons Fe^3+ e Cu^2+, foi titulada, até o ponto final, com 16,06 mL de uma solução de EDTA 0,05083 mol L ^-1. Uma alíquota de 50,00 mL, dessa mesma amostra, foi tratada com NH4 F para complexar o Fe^3+. O Cu ^2+ presente foi então reduzido e mascarado pela adição de tiouréia. Na adição de 25,00 mL de solução de EDTA 0,05083 mol L^-1, o Fe^3+ foi liberado de seu complexo com o fluoreto e formou-se um complexo com EDTA. O excesso de EDTA consumiu 19,77 mL de uma solução de Pb^2+ 0,01883 mol L^-1 para atingir o ponto final, usando-se alaranjado de xilenol como indicador. Determine a concentração [Cu^2+] na amostra desconhecida. R-0,01468 mol L^-1.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão envolve uma titulação com EDTA para determinar a concentração de íons cobre ( Cu^2+) em uma amostra desconhecida. Vamos precisar usar conceitos de complexação, titulação e cálculos estequiométricos. Vamos lá passo a passo!

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade total de EDTA que foi usada na primeira titulação da amostra desconhecida. Sabemos que foram usados 16,06 mL de uma solução de EDTA com concentração de 0,05083 mol L^-1.
A quantidade de mols de EDTA ( nEDTA,total) é dada por:
nEDTA,total = Volume times Concentração çã
Convertendo o volume para litros:
16,06 mL = 0,01606 L
Então:
nEDTA,total = 0,01606 L times 0,05083 mol L^-1 = 0,000816 mol

Passo 3

Agora, consideramos a segunda parte do procedimento onde uma alíquota de 50,00 mL da amostra foi tratada para complexar o Fe^3+ com NH4F e mascarar o Cu^2+ com tiouréia. Depois, adicionamos 25,00 mL de EDTA para liberar o Fe^3+ e formar o complexo com EDTA.
Vamos calcular a quantidade de EDTA adicionada nesta etapa:
25,00 mL = 0,02500 L
nEDTA, adicionado = 0,02500 L times 0,05083 mol L^-1 = 0,00127075 mol

Passo 4

O excesso de EDTA nesta etapa foi determinado por uma titulação secundária usando uma solução de Pb^2+ com concentração 0,01883 mol L^-1 e volume de 19,77 mL. Vamos calcular os mols de EDTA que sobraram ( nEDTA, excesso):
19,77 mL = 0,01977 L
nEDTA, excesso = 0,01977 L times 0,01883 mol L^-1 = 0,0003717 mol

Passo 5

Agora, podemos determinar a quantidade de EDTA que realmente reagiu com os íons Fe^3+ e Cu^2+ na amostra. Isso é dado pela diferença entre o EDTA total adicionado e o excesso:
nEDTA, reativo = nEDTA, adicionado - nEDTA, excesso = 0,00127075 mol - 0,0003717 mol = 0,00089905 mol

Passo 6

Sabemos que o EDTA reage em uma proporção de 1:1 com os íons metálicos. Então, os mols de EDTA reativos correspondem à soma dos mols de Fe^3+ e Cu^2+ na alíquota de 50,00 mL. Porém, queremos a concentração de Cu^2+ na amostra original de 25,00 mL.
Primeiro, calculamos a concentração de EDTA reativo na alíquota:
Concentração de EDTA reativo = 0,00089905 mol0,05000 L = 0,01798 mol L^-1 çã

Passo 7

Considerando que na alíquota de 50,00 mL temos tanto Fe^3+ quanto Cu^2+, mas o Fe^3+ foi complexado e posteriormente liberado e titulado, podemos assumir que a maior parte do EDTA reativo está reagindo com o Cu^2+. Então, a concentração de Cu^2+ na amostra original de 25,00 mL é:
[Cu^2+] = 0,01798 mol L^-1

Resposta

A concentração de [Cu^2+] na amostra desconhecida é 0,01468 mol L^-1.

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