Uma Calcular a fração de íons
não complexado (livre de ligante) em uma solução contendo amônia a 0,010 M. Dados:
Logaritmos das constantes de formação para os complexos
:
e
Logaritmos das constantes de formação para os complexos
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para calcular a fração dos íons
que não estão complexados, ou seja, livres de ligantes, em uma solução que contém amônia a 0,010 M. Isso envolve conceitos de química de equilíbrio e constantes de formação de complexos. Para resolver isso, vamos precisar usar as constantes de formação fornecidas para os complexos de zinco com amônia.
Passo 2
Primeiro, vamos entender que os íons
podem formar complexos com amônia (
). Cada complexo formado pode ter um número diferente de moléculas de amônia ligadas ao zinco. As constantes de formação (
,
,
,
) nos mostram a tendência de formação desses complexos.
As constantes estão dadas em logaritmo, então vamos convertê-las para valores lineares:
Passo 3
Vamos considerar que
pode formar até quatro complexos diferentes com amônia. A ideia é calcular a concentração de
livre usando a expressão de equilíbrio para a formação dos complexos.
A equação geral para a formação dos complexos pode ser escrita como:
A constante de formação
para cada complexo é dada por:
Passo 4
Vamos considerar que a concentração total de zinco (
) é distribuída entre os íons livres e os complexos formados. Assim:
Substituindo as expressões das concentrações dos complexos em termos de
e
, temos:
Passo 5
Queremos a fração de
não complexado, que é:
Substituindo a expressão de
:
Passo 6
Vamos agora calcular os termos:
Somando tudo:
Passo 7
Finalmente, a fração de
não complexado é:
Resposta
A fração de íons
não complexados na solução é de aproximadamente 34,7%.