Considere a titulação de 50 mL de uma solução de Mg^2+ a 0,040 mol / L, em pH 10, com uma solução de EDTA 0,040 mol/L. Nesta titulação calcular os valores de pMg^2+ e esboçar a curva de titulação para os seguintes volumes adicionados da solução titulante: 55 mL de EDTA

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente vai trabalhar com titulação, especificamente a titulação de íons magnésio ( Mg^2+) usando EDTA. O que vamos precisar aqui é entender como calcular a concentração de magnésio após adicionar uma certa quantidade de EDTA e, a partir disso, descobrir o valor de pMg^2+. Também vamos esboçar a curva de titulação para ver como a concentração de magnésio muda conforme adicionamos EDTA.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é titulação. Titulação é um método usado para determinar a concentração de uma substância em solução. No nosso caso, estamos titulating uma solução de Mg^2+ com uma solução de EDTA. O EDTA é um agente quelante que se liga ao íon magnésio formando um complexo estável.

Passo 3

Vamos anotar os dados que temos:
  • Volume inicial de Mg^2+: 50 mL
  • Concentração de Mg^2+: 0,040 mol/L
  • Concentração de EDTA: 0,040 mol/L
  • Volume de EDTA adicionado: 55 mL

Passo 4

Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de Mg^2+ na solução inicial. A fórmula para isso é:
mols = concentração times volume çã
Convertendo o volume para litros:
50 , mL = 0,050 , L
Então,
mols de Mg^2+ = 0,040 , mol/L times 0,050 , L = 0,002 , mol

Passo 5

Agora, vamos calcular a quantidade de mols de EDTA adicionados:
Convertendo o volume para litros:
55 , mL = 0,055 , L
Então,
mols de EDTA = 0,040 , mol/L times 0,055 , L = 0,0022 , mol

Passo 6

Na reação de titulação, o EDTA se liga ao Mg^2+ na proporção de 1:1. Isso significa que 1 mol de EDTA reage com 1 mol de Mg^2+. Vamos ver quanto Mg^2+ foi ligado pelo EDTA:
Temos 0,002 mol de Mg^2+ e 0,0022 mol de EDTA. O EDTA está em excesso:
EDTA em excesso = 0,0022 , mol - 0,002 , mol = 0,0002 , mol
Então, todo o Mg^2+ foi completamente ligado pelo EDTA, e sobra um pouco de EDTA livre na solução.

Passo 7

Agora, precisamos encontrar a concentração de Mg^2+ livre na solução após a titulação. Como todo o Mg^2+ foi ligado, a concentração de Mg^2+ livre é praticamente zero. Porém, para fins de cálculo de pMg^2+, consideramos a concentração residual.
Vamos calcular o volume total da solução após a adição de EDTA:
Volume total = 50 , mL + 55 , mL = 105 , mL = 0,105 , L
A concentração de Mg^2+ livre é:
[Mg^2+] = 0,000 , mol0,105 , L approx 0 , mol/L

Passo 8

Agora, vamos calcular o pMg^2+. A fórmula para isso é:
pMg^2+ = -log [Mg^2+]
Como a concentração de Mg^2+ é quase zero, o pMg^2+ tende ao infinito. Isso faz sentido porque praticamente todo o Mg^2+ foi removido da solução pela ação do EDTA.

Passo 9

Por último, vamos esboçar a curva de titulação. No eixo x, colocamos o volume de EDTA adicionado, e no eixo y, a concentração de Mg^2+.
  • No início (0 mL de EDTA), temos 0,040 mol/L de Mg^2+.
  • Conforme adicionamos EDTA, a concentração de Mg^2+ diminui linearmente até atingir o ponto de equivalência, onde todo o Mg^2+ foi ligado.
  • Após o ponto de equivalência, a concentração de Mg^2+ permanece quase constante, já que o excesso de EDTA não está mais ligado ao Mg^2+.
Para 55 mL de EDTA, já passamos o ponto de equivalência, então a concentração de Mg^2+ está praticamente zero.

Resposta

Após adicionar 55 mL de EDTA, o valor de pMg^2+ tende ao infinito, indicando que praticamente todo o Mg^2+ foi removido da solução.

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