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.