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.

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