O mesmo complexo do exercício anterior tem Kf^prime=1,8 times 10^10 em pH 10. Calcule a concentração de Ca^2+ livre, em uma solução 1,0 times 10^-2 mol / L do complexo.

Passo 1

Resumo da questão: Temos um complexo químico presente em uma solução aquosa a pH 10, com uma constante de formação Kf^prime = 1,8 times 10^10. Queremos calcular a concentração de íons de cálcio livres ( Ca^2+) em uma solução onde a concentração do complexo é 1,0 times 10^-2 mol/L. Para resolver isso, vamos usar o conceito de constante de formação de complexos e entender como ela relaciona as concentrações dos componentes envolvidos.

Passo 2

Entendendo a constante de formação: A constante de formação ( Kf^prime) nos dá uma ideia de quão estável é o complexo formado entre o íon de cálcio ( Ca^2+) e o ligante presente na solução. A expressão geral para a constante de formação é:
Kf^prime = [Ca^2+] times [Ligante]^n[Comp<=xo]
Aqui, n representa o número de moléculas de ligante que se ligam ao íon de cálcio para formar o complexo.

Passo 3

Isolando a concentração de Ca^2+: Nosso objetivo é encontrar [Ca^2+]. Para isso, vamos rearranjar a fórmula da constante de formação:
[Ca^2+] = Kf^prime times [Comp<=xo][Ligante]^n
Assumindo que a concentração do ligante é muito maior que a do complexo, podemos considerar que a concentração do ligante permanece praticamente constante durante a formação do complexo. Isso simplifica nossos cálculos, já que [Ligante]^n será um valor conhecido ou constante.

Passo 4

Aplicando os valores conhecidos: Sabemos que Kf^prime = 1,8 times 10^10 e [Comp<=xo] = 1,0 times 10^-2 mol/L. Substituindo esses valores na equação:
[Ca^2+] = 1,8 times 10^10 times 1,0 times 10^-2[Ligante]^n
Para prosseguir, precisamos conhecer ou assumir o valor de [Ligante]^n. Se não tivermos essa informação, podemos expressar a concentração de Ca^2+ em termos de [Ligante]^n.

Passo 5

Finalizando o cálculo: Sem o valor específico de [Ligante]^n, não podemos calcular um valor numérico exato para [Ca^2+]. No entanto, a relação encontrada mostra que a concentração de Ca^2+ é diretamente proporcional à constante de formação e à concentração do complexo, e inversamente proporcional ao nível do ligante.

Resposta

A concentração de Ca^2+ livre na solução é dada por:
[Ca^2+] = 1,8 times 10^10 times 1,0 times 10^-2[Ligante]^n mol/L
Para obter um valor numérico específico, é necessário conhecer a concentração do ligante [Ligante] e o número de moléculas de ligante n que se ligam ao íon de cálcio no complexo.

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