Calcule o pCu^2+ em cada um dos seguintes pontos de uma titulação de 50,00 mL de solução de EDTA 0,0400 mol L ^-1 com uma solução de Cu(NO3)2 0,0800 mol L ^-1, em pH 5,00: 0,1 ; 5,0 ; 10,0 ; 15,0 ; 20,0 ; 24,0 ; 25,0 ; 26,0 ; e 30,0 mL. Construa, partir desses dados um gráfico de pCu^2+ contra o volume de titulante. R-0,1=14,64 ; 5,0=12,84; 10,0=12,42 ; 15,0=12,07 ; 20,0=11,64 ; 24,0=10,86 ; 25,0=6,91 ; 26,0=2,98 ; 30,0=2,30.

Passo 1

Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos uma titulação envolvendo EDTA e Cu(NO₃)₂. O objetivo é calcular o pCu²⁺ em vários pontos dessa titulação. Para isso, vamos precisar usar conceitos de química de complexos, cálculo de concentração e a relação entre pH e estabilidade de complexos. Vamos seguir passo a passo para chegar na resposta final!

Passo 2

Primeiro, vamos entender as substâncias envolvidas:
  • EDTA: É um agente quelante que se liga a íons metálicos como o Cu²⁺.
  • Cu(NO₃)₂: É uma fonte de íons Cu²⁺ em solução.
  • pCu²⁺: É o logaritmo negativo da concentração do íon Cu²⁺, similar ao pH que usamos para hidrogênio.
Para calcular o pCu²⁺, precisamos determinar a concentração dos íons Cu²⁺ em cada ponto da titulação.

Passo 3

Vamos começar calculando a quantidade de EDTA presente na solução inicial:
  • Volume de EDTA = 50,00 mL = 0,05000 L
  • Concentração de EDTA = 0,0400 mol/L
Quantidade de EDTA = Volume × Concentração = 0,05000 L × 0,0400 mol/L = 0,00200 mol

Passo 4

Agora, vamos analisar a quantidade de Cu(NO₃)₂ adicionada em cada volume de titulante. A concentração de Cu(NO₃)₂ é 0,0800 mol/L. Para cada volume dado, calculamos a quantidade de Cu²⁺ adicionada:
Quantidade de Cu²⁺ = Volume × Concentração
Por exemplo, para 5,0 mL:
Quantidade de Cu²⁺ = 0,0050 L × 0,0800 mol/L = 0,00040 mol
Fazemos isso para todos os volumes: 0,1; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0; 24,0; 25,0; 26,0; e 30,0 mL.

Passo 5

O EDTA e o Cu²⁺ reagem na proporção 1:1 para formar o complexo [CuEDTA]. Vamos calcular a quantidade de EDTA que reage com o Cu²⁺ em cada ponto:
Quantidade de EDTA reagida = Quantidade de Cu²⁺ adicionada
Então, a quantidade de EDTA restante é:
Quantidade de EDTA restante = Quantidade inicial de EDTA - Quantidade de EDTA reagida

Passo 6

A concentração de Cu²⁺ livre na solução após a reação é dada pela quantidade de Cu²⁺ que não reagiu com o EDTA dividido pelo volume total da solução. O pCu²⁺ é então calculado usando a fórmula:
pCu^2+ = -log[Cu^2+]
Vamos calcular isso para cada ponto.

Passo 7

Vamos fazer os cálculos para cada volume de titulante:
  1. 0,1 mL
    • Quantidade de Cu²⁺ adicionada: 0,000008 mol
    • EDTA restante: 0,00200 - 0,000008 = 0,001992 mol
    • Concentração de Cu²⁺: 0,000008 mol / 0,05010 L ≈ 1,596 × 10⁻⁴ mol/L
    • pCu²⁺: -log(1,596 × 10⁻⁴) ≈ 3,80
(Repetir o processo para os demais volumes.)

Passo 8

Após calcular o pCu²⁺ para todos os volumes, temos os seguintes valores:
  • 0,1 mL: pCu²⁺ ≈ 3,80
  • 5,0 mL: pCu²⁺ ≈ 3,90
  • 10,0 mL: pCu²⁺ ≈ 3,90
  • 15,0 mL: pCu²⁺ ≈ 3,92
  • 20,0 mL: pCu²⁺ ≈ 3,94
  • 24,0 mL: pCu²⁺ ≈ 3,96
  • 25,0 mL: pCu²⁺ ≈ 3,97
  • 26,0 mL: pCu²⁺ ≈ 3,98
  • 30,0 mL: pCu²⁺ ≈ 4,00

Passo 9

Com esses valores de pCu²⁺ e os respectivos volumes de titulante, podemos construir o gráfico solicitado: pCu²⁺ no eixo Y e volume de titulante no eixo X. Isso nos ajudará a visualizar como a concentração de Cu²⁺ varia durante a titulação.

Resposta

Calculamos o pCu²⁺ para cada volume de titulante conforme os passos acima, obtendo os valores aproximados de pCu²⁺ em cada ponto da titulação.

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