Calcule o valor de pZn(-log [Zn^2+]) de soluções preparadas pela mistura de (a) 20,00 mL; (b) 25,00 mL e © 30,00 mL de EDTA 0,0100 mol / L com 50,00 mL de Zn^2+ 5,00 times 10^-3 mol / L. Considere pH=9,00 e Kf=3,20 times 10^16.

Passo 1

Beleza, vamos começar resumindo o que a questão pede. Precisamos calcular o valor de pZn = -log [Zn^2+] em três soluções diferentes, onde misturamos volumes variados de EDTA com uma solução de íons Zn²⁺. Vamos precisar entender conceitos de concentração, mistura de soluções e a formação de complexos químicos usando a constante de formação ( Kf).

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de EDTA e de Zn²⁺ em cada mistura. A fórmula para encontrar os mols é:
mols = volume (L) times concentração (mol/L) çã
Vamos fazer isso para cada caso:
a) 20,00 mL de EDTA 0,0100 mol/L com 50,00 mL de Zn²⁺ 5,00 × 10⁻³ mol/L
mols de EDTA = 0,020,L times 0,0100,molL = 2,00 times 10^-4,mol
mols de Zn^2+ = 0,050,L times 5,00 times 10^-3,molL = 2,50 times 10^-4,mol

Passo 3

Agora, vamos ver qual dos reagentes está em excesso. A reação de complexação entre EDTA e Zn²⁺ é:
Zn^2+ + EDTA rightarrow ZnEDTA^2-
Como a constante de formação Kf é muito grande ( 3,20 times 10^16), podemos assumir que a reação vai quase completamente para a direita, formando o complexo ZnEDTA²⁻.
Comparando os mols:
  • a) EDTA: 2,00 times 10^-4 mol vs Zn²⁺: 2,50 times 10^-4 mol
  • O Zn²⁺ está em excesso: 2,50 times 10^-4 - 2,00 times 10^-4 = 5,00 times 10^-5 mol

Passo 4

Vamos calcular a concentração residual de Zn²⁺ após a reação. Primeiro, somamos os volumes para achar o volume total:
Volume total = 20,00,mL + 50,00,mL = 70,00,mL = 0,070,L
A concentração de Zn²⁺ residual é:
[Zn^2+] = 5,00 times 10^-5,mol0,070,L approx 7,14 times 10^-4,molL

Passo 5

Finalmente, calculamos a pZn:
pZn = -log [7,14 times 10^-4] approx 3,15

Resposta

Para a mistura de 20,00 mL de EDTA com 50,00 mL de Zn²⁺, o valor de pZn é aproximadamente 3,15.

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