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: © 25,00 mL;

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão tá pedindo. Você tem uma solução de íons cálcio ( Ca^2+) com concentração de 1,0 times 10^-2 mol L^-1 e um volume de 25,00 mL. Vamos titular essa solução com uma solução de EDTA, que também tem concentração de 1,0 times 10^-2 mol L^-1 e pH 12,0. A constante de formação ( Kf) dessa reação é 1,75 times 10^10. Nosso objetivo é calcular o pCa depois de adicionar 25,00 mL de EDTA. Vamos precisar entender conceitos de molaridade, mols, reações de complexação e constantes de equilíbrio.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular quantos mols de Ca^2+ e de EDTA a gente tem inicialmente.
A fórmula para mols é:
mols = concentração times volume (em litros) çã
Para o cálcio:
mols de Ca^2+ = 1,0 times 10^-2 , mol/L times 0,025 , L = 2,5 times 10^-4 , mol
Para o EDTA:
mols de EDTA = 1,0 times 10^-2 , mol/L times 0,025 , L = 2,5 times 10^-4 , mol

Passo 3

Agora, vamos entender a reação entre Ca^2+ e EDTA. O EDTA vai se ligar ao íon cálcio formando um complexo estável:
Ca^2+ + EDTA^4- <=ftharpoons CaEDTA^2-
A constante de formação ( Kf) dessa reação é muito alta ( 1,75 times 10^10), o que significa que quase todo o EDTA vai se ligar ao cálcio.

Passo 4

Como as mols de Ca^2+ e de EDTA são iguais (2,5 × 10^{-4} mol de cada), eles vão se neutralizar completamente formando o complexo CaEDTA^2-. Isso significa que toda a quantidade de Ca^2+ será complexada pelo EDTA.
Depois dessa reação, não sobra nenhum Ca^2+ livre na solução. Então, a concentração de Ca^2+ livre é zero.

Passo 5

Mas espera aí! Na prática, mesmo com uma constante de formação muito alta, pode haver uma pequena quantidade de Ca^2+ livre. Para encontrar essa concentração, usamos a expressão da constante de formação:
Kf = [CaEDTA^2-][Ca^2+][EDTA^4-]
Como toda a Ca^2+ e EDTA se ligaram, a concentração de Ca^2+ livre será extremamente baixa. No entanto, para simplificação, considerando que a reação é completa devido ao alto Kf, podemos assumir que [Ca^2+] approx 0.

Passo 6

Para calcular o pCa, usamos a fórmula:
pCa = -log[Ca^2+]
Como [Ca^2+] é praticamente zero, o pCa tende ao infinito. Mas na prática, devido à pequena quantidade de Ca^2+ livre, podemos considerar que o pCa é muito alto, indicando uma concentração mínima de íons cálcio livres na solução.

Resposta

O pCa após a adição de 25,00 mL de EDTA é extremamente alto, indicando que a concentração de íons Ca^2+ livres na solução é praticamente nula.

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