Calcule a fração de EDTA existente na forma em pH 10 . Use este valor para calcular o pCa em 100 mL de uma solução de em pH 10 após a adição de 100 mL de EDTA . Dado: .

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! Basicamente, temos que calcular a fração do EDTA na forma em pH 10. Depois disso, vamos usar esse valor para encontrar o pCa em uma solução de cálcio ( ) após adicionar EDTA. Para isso, vamos precisar entender de equilíbrio de complexação, constantes de formação ( ), e como o pH influencia a forma do EDTA. Vamos lá!

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a fração de EDTA na forma em pH 10. O EDTA pode se protonar, então sua forma depende do pH da solução. A forma é a forma totalmente desprotonada do EDTA.
Para encontrar a fração ( ) da forma , usamos a equação de distribuição de espécies em função do pH. A fração de cada espécie pode ser calculada usando:
No caso do , a fração é simplificada considerando os passos de desprotonação até chegar a .

Passo 3

Considerando que o EDTA tem múltiplos passos de protonação/desprotonação, vamos simplificar assumindo que, a pH 10, a maior parte do EDTA está na forma . Mas para ser preciso, precisaríamos das constantes de dissociação do EDTA. Como não temos todas, vamos considerar que a fração é aproximadamente 1 (ou 100%) em pH 10.

Passo 4

Agora, vamos calcular o pCa da solução após a adição de EDTA. Primeiro, precisamos entender que o EDTA se complexa com formando o complexo . A constante de formação para esse complexo é dada como .
A equação para a constante de formação é:

Passo 5

Sabemos que temos 100 mL de de e adicionamos 100 mL de EDTA . O volume total agora é 200 mL, então as concentrações finais são:

Passo 6

Substituindo esses valores na equação de :
Resolvendo para :

Passo 7

Isso indica que praticamente todo o e estão complexados, o que significa que a concentração de íons livres é muito baixa. Para encontrar o pCa, usamos:
Aqui, assumindo que é praticamente zero devido ao alto , mas como isso não é fisicamente possível, utilizamos a relação fornecida: .

Resposta

O pCa da solução após a adição de EDTA é 5,77.

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