Calcule a constante condicional de formação do complexo Zn -EDTA numa solução tamponada em pH 11 e contendo
de amônia livre. (
)
Dados:
Dados:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A questão pede para calcular a constante condicional de formação do complexo Zn-EDTA numa solução tamponada em pH 11 que também tem 0,01 mol/L de amônia livre. Para isso, vamos precisar entender sobre constantes de formação e como outros ligantes presentes na solução (como a amônia e o hidróxido) podem influenciar nessa formação. Vamos lá!
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é a constante condicional de formação. Ela indica a estabilidade de um complexo em condições específicas, considerando a presença de outros íons ou moléculas que também podem formar complexos com o metal, no caso, o zinco (Zn). Aqui, estamos considerando a presença de EDTA, amônia (NH₃) e hidróxido (OH⁻) na solução.
Passo 3
Sabemos que o pH da solução é 11. Vamos calcular a concentração de íons hidroxila ([OH⁻]) nessa solução. A relação entre pH e pOH é dada por:
Então,
E a concentração de íons hidroxila é:
Passo 4
Agora, vamos considerar as reações de formação dos complexos com o Zn:
- Zn com EDTA:
A constante de formação fornecida é:
- Zn com NH₃:
As constantes de estabilidade (
) são fornecidas:
- Zn com OH⁻:
As constantes de estabilidade (
) são:
Passo 5
Vamos calcular as constantes de estabilidade efetivas para as ligações com amônia e hidróxido. Primeiro, precisamos transformar os
em valores
:
Para Zn-NH₃:
Para Zn-OH⁻:
Passo 6
A constante de formação condicional do complexo Zn-EDTA (
) considera a competição com outros ligantes presentes. A equação geral para
pode ser escrita como:
Onde:
-
é a constante de formação do complexo Zn-EDTA. -
e são constantes de formação para os complexos com amônia e hidróxido, respectivamente.
Passo 7
No entanto, como temos múltiplas constantes de estabilidade para as diferentes etapas de complexação com NH₃ e OH⁻, precisamos considerar a soma das contribuições de todas as espécies complexadas. Assim, a expressão para
fica:
Vamos calcular as somas:
Para amônia, considerando até
:
Substituindo os valores:
Calculando cada termo:
Somando:
Para hidróxido:
Substituindo os valores:
Calculando cada termo:
Somando:
(Os termos maiores dominam a soma.)
Passo 8
Agora, substituímos na fórmula de
:
Porque
é muito pequeno comparado a
.
Passo 9
Calculando a divisão:
Resposta
A constante condicional de formação do complexo Zn-EDTA na solução dada é aproximadamente
.
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,
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a pH
Dados:
Dados:
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numa solução
em
a pH
Dados:
Dados:
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: Na mistura anterior contendo
de amônia livre, tamponada em pH
10.
Dados:
10.
Dados: