Calcule a concentração do íon Ca^2+ livre nas seguintes misturas de CaCl2 0,04 mol / L+ EDTA 0,08 mol / L:(D a d o: K^prime=1,76 times 10^10 )
A) 50,00 mL de cloreto de cálcio +5,00 mL do EDTA
B) 50,00 mL de cloreto de cálcio +25,00 mL do EDTA
C) 50,00 mL de cloreto de cálcio +27,00 mL do EDTA

Passo 1

Vamos resumir o que precisamos fazer. Temos misturas de cloreto de cálcio ( ) e EDTA com concentrações e volumes conhecidos. Nosso objetivo é calcular a concentração dos íons livres nessas misturas. Para isso, vamos utilizar conceitos de equilíbrio químico da formação de complexos, especificamente a constante de formação .

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o número de mols de e EDTA em cada mistura, usando as concentrações e os volumes fornecidos.
Considerando a opção A:
  • Volume de : =
  • Concentração de :
  • Mols de :
  • Volume de EDTA: =
  • Concentração de EDTA:
  • Mols de EDTA:

Passo 3

Agora, vamos considerar a reação de formação do complexo entre Ca^2+ + EDTA^4- rightarrow CaEDTA^2- e EDTA:
K' = [CaEDTA^2-][Ca^2+][EDTA^4-]
A constante de formação é dada por:
Dado que , que é muito grande, podemos assumir que praticamente todo o reage com o EDTA, ou seja, quantidade de EDTA disponível.

Passo 4

Vamos definir:
  • : mols de que reagem com EDTA
Como é muito grande, mols de EDTA =

Passo 5

Calculando a concentração de [Ca^2+] = (0,002, mol - 0,0004, mol)0,050, L + 0,005, L = 0,0016, mol0,055, L approx 0,0291, mol/L livre:
[Ca^2+] approx [CaEDTA^2-]K' times [EDTAlivre]
No entanto, devido ao [CaEDTA^2-] = 0,0004, mol0,055, L approx 0,00727, mol/L elevado, a concentração real de [EDTAlivre] = 0,0004, mol0,055, L approx 0,00727, mol/L livre será muito pequena. Podemos usar a expressão de [Ca^2+] approx 0,00727, mol/L1,76 times 10^10 times 0,00727, mol/L approx 0,007271,28 times 10^8 approx 5,68 times 10^-11, mol/L :
Substituindo os valores:

Resposta

A concentração dos íons livres na mistura da opção A é aproximadamente .

Exercícios relacionados