Calcule a constante condicional de formação do complexo Ni-EDTA numa solução de pH 11 , contendo 0,50 mol / L de amônia livre. (Kf^prime=4,62 times 10^11)
Dados: log KNi-Y=18,62
Ni-OH log beta1=4,97 ; log beta2=8,55 ; log beta3=11,33
Ni-NH3 log beta1=2,67 ; log beta2=4,79 ; log beta3=6,40 ; log beta4=7,47 ; log beta5=8,10, log beta6=8,01

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício quer a gente calcular a constante condicional de formação do complexo Ni-EDTA numa solução com pH 11 e 0,50 mol/L de amônia livre. Isso envolve conceitos de química de coordenação e equilíbrio químico. Vamos precisar usar as constantes de estabilidade fornecidas e considerar como a amônia e o pH influenciam na formação do complexo.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é a constante condicional de formação. Ela nos diz quão fortemente o Ni se liga ao EDTA sob condições específicas de pH e presença de outras substâncias, como a amônia. A constante condicional depende das espécies presentes na solução que podem competir pela ligação com o Ni²⁺.

Passo 3

Sabemos que a amônia (NH₃) está presente em 0,50 mol/L e que a solução tem pH 11. O pH nos ajuda a determinar a concentração de íons hidroxila (OH⁻), que também podem se ligar ao Ni²⁺ formando complexos como Ni-OH. Assim, tanto a amônia quanto o OH⁻ competem com o EDTA pelo íon Ni²⁺.

Passo 4

Vamos calcular a concentração de OH⁻ na solução usando o pH:
pH = 11 Rightarrow pOH = 14 - 11 = 3
[OH^-] = 10^-pOH = 10^-3 , mol/L
Então, temos 0,001 mol/L de OH⁻.

Passo 5

Agora, vamos considerar as constantes de formação dos complexos Ni-OH e Ni-NH₃. As constantes β são relacionadas à formação de complexos de diferentes coordenações. Vamos usar os valores de log β para encontrar as constantes β:
Para Ni-OH:
log beta1 = 4,97 Rightarrow beta1 = 10^4,97
log beta2 = 8,55 Rightarrow beta2 = 10^8,55
log beta3 = 11,33 Rightarrow beta3 = 10^11,33
Para Ni-NH₃:
log beta1 = 2,67 Rightarrow beta1 = 10^2,67
log beta2 = 4,79 Rightarrow beta2 = 10^4,79
log beta3 = 6,40 Rightarrow beta3 = 10^6,40
log beta4 = 7,47 Rightarrow beta4 = 10^7,47
log beta5 = 8,10 Rightarrow beta5 = 10^8,10
log beta6 = 8,01 Rightarrow beta6 = 10^8,01

Passo 6

Com as constantes β calculadas, podemos determinar como a presença de OH⁻ e NH₃ afeta a formação do complexo Ni-EDTA. A constante condicional Kf’ dependerá da concentração efetiva de Ni²⁺ livre, que é alterada pela formação dos complexos Ni-OH e Ni-NH₃.

Passo 7

A constante condicional Kf’ é dada por:
Kf' = Kf1 + [OH^-]KNi-OH + [NH3]KNi-NH3
Onde:
  • é a constante de formação do Ni-EDTA.
  • e são as constantes de formação dos complexos Ni-OH e Ni-NH₃, respectivamente.

Passo 8

Vamos calcular KNi-OH = beta1beta0 = beta1 (assumindo beta0 = 1) e KNi-NH3 = beta1beta0 = beta1 a partir das constantes β:
KNi-OH = 10^4,97
KNi-NH3 = 10^2,67
Assim:

Passo 9

Agora, substituímos os valores na expressão de Kf’:
Kf' = 4,62 times 10^111 + 0,00110^4,97 + 0,5010^2,67
Calculando os denominadores:
0,00110^4,97 approx 1,07 times 10^-7
0,5010^2,67 approx 0,50 times 10^-2,67 approx 0,50 times 10^-2,67
Simplificando:
Kf' approx 4,62 times 10^111 + 1,07 times 10^-7 + 0,50 times 10^-2,67
Como os termos adicionados são muito pequenos comparados a 1, podemos simplificar:
Kf' approx 4,62 times 10^11

Resposta

A constante condicional de formação do complexo Ni-EDTA na solução considerada é aproximadamente .

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