Calcule a concentração de
: Na mistura anterior contendo
de amônia livre, tamponada em pH
10.
Dados:
10.
Dados:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a concentração de íons
numa mistura que tem 0,100 mol/L de amônia livre, tamponada em pH 10. Para isso, vamos usar conceitos de equilíbrio químico e constantes de formação de complexos. Vamos precisar entender como o
interage com a amônia e o hidróxido nesse ambiente.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que em solução aquosa, o íon
pode formar complexos com a amônia (
) e com o hidróxido (
). Esses complexos são importantes porque diminuem a concentração de
livre na solução.
Passo 3
O pH da solução é 10, o que significa que temos uma concentração de íons hidróxido (
) relacionada. Vamos calcular
a partir do pH:
Passo 4
Agora, vamos olhar para as constantes de formação (
) dos complexos de
com
e
. As constantes indicam a estabilidade dos complexos formados. Quanto maior o valor de
, mais estável é o complexo.
Passo 5
Vamos considerar os principais complexos que
forma com
e
. Com base nas constantes fornecidas:
Para
:
Para
:
Passo 6
Vamos converter essas constantes de log para valores reais:
Por exemplo:
Passo 7
Agora, usamos a constante de estabilidade global
, que relaciona a formação dos complexos. Essa constante será fundamental para relacionar as concentrações dos diferentes complexos na solução.
Passo 8
Considerando a interação entre
,
e
, podemos escrever uma equação de equilíbrio que relaciona todas as espécies presentes. A concentração de
livre será afetada pela formação desses complexos.
Passo 9
Montamos um sistema de equações com base nas constantes de formação e nas concentrações iniciais. Como a amônia está presente em excesso (0,100 mol/L), podemos assumir que a concentração de
não varia significativamente durante a formação dos complexos.
Passo 10
Resolvendo o sistema de equações, consideramos que a maior parte do
está complexada, e a concentração de
livre será muito baixa. Após os cálculos, encontramos:
Resposta
A concentração de
na solução é
.