Considere a titulação de 25,00 mL de solução de Ca^2+ 1,0.10^-2 mol L^-1 com uma solução de EDTA 1,0.10^-2 mol L^-1 em pH=12,0(Kf=1,75.10^10). Calcule pCa para os seguintes volumes de titulante: (b) 12,00 mL;

Passo 1

Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma titulação onde 25,00 mL de uma solução de íons Ca^2+ com concentração 1,0 times 10^-2 , mol/L está sendo titulada com uma solução de EDTA de mesma concentração ( 1,0 times 10^-2 , mol/L) e pH 12,0. O objetivo é calcular o pCa quando são adicionados 12,00 mL de EDTA. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de estequiometria de reações de complexação e como calcular a concentração efetiva de íons Ca^2+ após a adição do titulante.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de Ca^2+ presentes na solução inicial. A quantidade de mols ( n) pode ser encontrada multiplicando a concentração ( C) pelo volume ( V).
nCa^2+ = CCa^2+ times VCa^2+ = 1,0 times 10^-2 , mol/L times 0,025 , L = 2,5 times 10^-4 , mol

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de mols de EDTA adicionados durante a titulação.
nEDTA = CEDTA times VEDTA = 1,0 times 10^-2 , mol/L times 0,012 , L = 1,2 times 10^-4 , mol

Passo 4

A reação de complexação entre Ca^2+ e EDTA pode ser representada da seguinte forma:
Ca^2+ + EDTA^4- rightarrow CaEDTA^2-
Como a constante de formação ( Kf) é muito alta ( 1,75 times 10^10), podemos assumir que a reação vai praticamente até o fim, ou seja, todo EDTA adicionado vai reagir com o Ca^2+ disponível.

Passo 5

Como o número de mols de EDTA ( 1,2 times 10^-4 , mol) é menor que o número de mols de Ca^2+ ( 2,5 times 10^-4 , mol), todo o EDTA vai reagir com parte do Ca^2+. Assim, a quantidade de Ca^2+ que permanece livre após a reação é:
nCa^2+ livre = nCa^2+ - nEDTA = 2,5 times 10^-4 , mol - 1,2 times 10^-4 , mol = 1,3 times 10^-4 , mol

Passo 6

O volume total da solução após a adição do EDTA é a soma dos volumes de Ca^2+ e EDTA:
Vtotal = 25,00 , mL + 12,00 , mL = 37,00 , mL = 0,037 , L
Agora, calculamos a concentração de Ca^2+ livre na solução:
[Ca^2+] = nCa^2+ livreVtotal = 1,3 times 10^-4 , mol0,037 , L approx 3,51 times 10^-3 , mol/L

Passo 7

Finalmente, para encontrar o pCa, usamos a definição de pH, que no caso do cátion Ca^2+ é:
pCa = -log [Ca^2+]
Substituindo o valor calculado:
pCa = -log (3,51 times 10^-3) approx 2,45

Resposta

O pCa após a adição de 12,00 mL de EDTA é aproximadamente 2,45.

Exercícios relacionados