Considere a titulação de
de
com EDTA
uma solução tamponada em pH 7,0. Calcular os valores de pFe após a adição de 0,00 ; 10,
e
de titulante.
Valores de
para o EDTA em diferentes pHs
pH
2,00
2,50
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
0,35
11,00
0,85
12,00
0,98
Constantes de Formação dos Complexos de EDTA
Cátion
Valores de
pH |
|
2,00 |
|
2,50 |
|
3,00 |
|
4,00 |
|
5,00 |
|
6,00 |
|
7,00 |
|
8,00 |
|
9,00 |
|
10,00 | 0,35 |
11,00 | 0,85 |
12,00 | 0,98 |
Cátion
Passo 1
Beleza, vamos lá! O que temos aqui é um exercício de titulação envolvendo íons de ferro (
) e EDTA. A matéria envolve conceitos de química analítica, como titulação complexométrica, equilíbrio químico e cálculos de pH. Para resolver isso, vamos precisar entender como o EDTA reage com o
, calcular as quantidades envolvidas e determinar o pFe após a adição de diferentes volumes de titulante.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa titular
com EDTA. O EDTA é um agente quelante que forma complexos estáveis com íons metálicos como o ferro. A reação básica é:
Aqui, o EDTA se liga ao íon ferro formando um complexo. A constante de formação desse complexo nos dá uma ideia de quão forte é essa ligação.
Passo 3
Agora, vamos calcular as moles de
que temos inicialmente. Temos 50,00 mL de solução com concentração de
. Usando a fórmula:
Então, temos 0,00075 mol de
no começo.
Passo 4
Em seguida, vamos calcular as moles de EDTA adicionadas para cada volume de titulante. A concentração do EDTA é
. Vamos considerar cada volume de titulante separado:
Por exemplo, para 10,00 mL de EDTA:
Faremos isso para todos os volumes listados: 0,00 mL; 10,00 mL; 24,00 mL; 24,90 mL; 25,00 mL; 25,10 mL; 26,00 mL; e 30,00 mL.
Passo 5
Agora, precisamos entender como o EDTA adiciona reage com o
. A relação é 1:1, ou seja, 1 mol de EDTA reage com 1 mol de
. Vamos verificar em cada caso se o EDTA está em excesso ou não.
Por exemplo, para 10,00 mL de EDTA:
- Moles de EDTA adicionadas: 0,00030 mol
- Moles de
disponíveis: 0,00075 mol
Como 0,00030 mol de EDTA < 0,00075 mol de
, o EDTA não está em excesso. Portanto, toda a quantidade de EDTA reagirá com o
.
Passo 6
Vamos agora calcular a concentração de
livre após a reação. A concentração livre de
é importante para determinar o pFe, que é dado por:
Para isso, subtraímos as moles de EDTA adicionadas das moles de
iniciais e dividimos pelo volume total da solução.
Continuando com o exemplo de 10,00 mL de EDTA:
- Moles de
após reação: - Volume total:
- Concentração de
: - pFe:
Passo 7
Vamos repetir esse processo para todos os volumes de EDTA adicionados:
-
0,00 mL de EDTA:
- Moles de
: 0,00075 mol - Concentração:
- pFe:
- Moles de
-
10,00 mL de EDTA:
- Calculado no Passo 6: pFe ≈ 2,12
-
24,00 mL de EDTA:
- Moles de EDTA adicionadas:
- Moles de
após reação: - Volume total: 74,00 mL = 0,0740 L
- Concentração:
- pFe:
- Moles de EDTA adicionadas:
-
24,90 mL de EDTA:
- Moles de EDTA:
- Moles de
após reação: - Volume total: 74,90 mL = 0,0749 L
- Concentração:
- pFe:
- Moles de EDTA:
-
25,00 mL de EDTA:
- Moles de EDTA:
- Moles de
após reação: - Concentração:
- pFe: Indeterminado (próximo ao infinito, já que não há
livre)
- Moles de EDTA:
-
25,10 mL de EDTA:
- Moles de EDTA:
- Agora, o EDTA está em excesso. Todo o
foi reagido, e temos excesso de EDTA. - Concentração de
livre: praticamente zero - pFe: Muito alto, praticamente infinito
- Moles de EDTA:
-
26,00 mL de EDTA:
- Similar ao passo anterior, com mais excesso de EDTA.
- pFe: Continua muito alto
-
30,00 mL de EDTA:
- Moles de EDTA:
- Excesso de EDTA:
- pFe: Ainda muito alto, sem
livre
- Moles de EDTA:
Resposta
Após realizar os cálculos para cada volume de EDTA adicionado, os valores de pFe são aproximadamente:
- 0,00 mL de EDTA: pFe ��� 1,82
- 10,00 mL de EDTA: pFe ≈ 2,12
- 24,00 mL de EDTA: pFe ≈ 3,39
- 24,90 mL de EDTA: pFe ≈ 4,40
- 25,00 mL de EDTA: pFe indeterminado (sem
livre) - 25,10 mL de EDTA: pFe muito alto
- 26,00 mL de EDTA: pFe muito alto
- 30,00 mL de EDTA: pFe muito alto
Esses valores mostram como a concentração de íons de ferro livres diminui à medida que mais EDTA é adicionado, aumentando assim o pFe.
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