Considere a titulação de
de solução de
com uma solução de EDTA
. Calcule pCa para os seguintes volumes de titulante: (a) 0; (b)
; ©
; (d)
. (R: 2,
)
Passo 1
Então, vamos lá! Temos um exercício de titulação onde vamos adicionar uma solução de EDTA a uma solução de íons cálcio (
). O objetivo é calcular o pCa para diferentes volumes de EDTA adicionados. Para isso, vamos precisar entender conceitos de concentração, volume, e a relação entre pCa e a concentração de íons cálcio. Vamos resolver isso passo a passo!
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é pCa. O pCa é uma medida logarítmica semelhante ao pH, mas específica para a concentração de íons cálcio. Ele é definido como:
Onde
é a concentração dos íons cálcio na solução, medida em mol/L.
Passo 3
Agora, vamos ver o que temos:
- Volume inicial da solução de
: - Concentração inicial de
: - Concentração da solução de EDTA:
- Volume de EDTA adicionado: varia (0, 12,00, 25,00, 30,00 mL)
A reação entre
e EDTA é uma reação de complexação, onde o EDTA se liga ao cálcio formando um complexo estável. A constante de formação (
) é
, indicando que a formação do complexo é muito favorecida.
Passo 4
Vamos calcular a quantidade de mols de
e EDTA em cada situação.
Primeiro, os mols iniciais de
:
Agora, para cada volume de EDTA adicionado, calculamos os mols de EDTA:
Passo 5
Vamos analisar cada caso:
a) Volume de EDTA = 0 mL
Nenhum EDTA foi adicionado, então toda a concentração de
permanece inalterada.
Então,
Passo 6
b) Volume de EDTA = 12,00 mL
Calculamos os mols de EDTA adicionados:
Como o EDTA se liga ao
em proporção 1:1, a quantidade de
livre é:
O volume total da solução agora é
.
Então,
E,
Passo 7
c) Volume de EDTA = 25,00 mL
Mols de EDTA adicionados:
Aqui, a quantidade de EDTA é igual à dos
, então todo o
será complexado.
No entanto, devido ao equilíbrio e à constante de formação, pode haver uma pequena quantidade livre. Mas, para simplificar, assumimos que a concentração de
é muito baixa.
Considerando o volume total:
A concentração de
será praticamente nula, mas para efeito de cálculo:
Passo 8
d) Volume de EDTA = 30,00 mL
Mols de EDTA adicionados:
Aqui, o EDTA excede a quantidade de
:
A concentração de
será muito baixa devido ao excesso de EDTA.
Volume total:
Então,
Resposta
(a) pCa = 2,0; (b) pCa = 2,45; © pCa = 6,27; (d) pCa = 9,54.