Construir a curva de titulação para 50 mL de
com EDTA
em uma solução tamponada em
. Calcular os valores para pSr após a adição de 0,00; 10,00; 25,00 e
de titulante. Dados:
e
Passo 1
Vamos resolver um exercício de química sobre curva de titulação envolvendo íons de estrôncio (
) e EDTA. Precisamos construir a curva de titulação para 50 mL de uma solução de
0,0100 mol/L com EDTA 0,0200 mol/L em uma solução tamponada a pH 11. Também vamos calcular os valores de pSr após a adição de 0,00; 10,00; 25,00 e 30,00 mL de titulante. Para isso, vamos usar a constante de formação
e
. Vamos precisar das fórmulas de equilíbrio químico e do conceito de pH e pSr.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é a curva de titulação. Ela mostra como a concentração de uma espécie química (neste caso,
) varia conforme adicionamos um titulante (EDTA). O objetivo é determinar a concentração livre de
após cada adição de EDTA, o que nos permitirá calcular o pSr correspondente.
Passo 3
O EDTA reage com
formando um complexo estável. A constante de formação (
) nos indica a força dessa ligação:
Onde
.
Passo 4
A fração
representa a fração de
que está complexada com EDTA. Isso significa que 85% do
está na forma de
.
Passo 5
Vamos calcular a quantidade inicial de
:
Passo 6
A concentração de EDTA adicionada depende do volume de titulante usado. A concentração de EDTA é 0,0200 mol/L, então a quantidade de EDTA adicionada (
) é:
Onde
é o volume adicionado em litros.
Passo 7
Vamos calcular
para cada volume adicionado:
- Para 0,00 mL:
- Para 10,00 mL:
- Para 25,00 mL:
- Para 30,00 mL:
Passo 8
Agora, vamos determinar a quantidade de
livre após cada adição de EDTA. Usaremos a fração
:
Rearranjando para encontrar
livre:
Como
, temos:
Passo 9
Vamos calcular
livre para cada volume de EDTA adicionado:
- Para 0,00 mL:
- Para 10,00 mL:
- Para 25,00 mL:
- Para 30,00 mL:
Aqui, a quantidade de EDTA adicionada excede a quantidade de
disponível.
Como temos 6,00 × 10^{-4} mol de EDTA, o excesso de EDTA é:
Nesse caso, todo o
está complexado, e ainda sobra EDTA livre.
Passo 10
Agora, calculamos a concentração de
livre após cada adição:
O volume total é a soma do volume inicial (50 mL) com o volume de EDTA adicionado.
- Para 0,00 mL:
Volume total = 50,00 mL = 0,050 L
- Para 10,00 mL:
Volume total = 50,00 mL + 10,00 mL = 60,00 mL = 0,060 L
- Para 25,00 mL:
Volume total = 50,00 mL + 25,00 mL = 75,00 mL = 0,075 L
- Para 30,00 mL:
Toda a
está complexada, então:
Passo 11
Finalmente, calculamos o pSr, que é o logaritmo negativo da concentração de
livre:
Vamos aplicar isso para cada caso:
- Para 0,00 mL:
- Para 10,00 mL:
- Para 25,00 mL:
- Para 30,00 mL:
Como não há
livre,
Resposta
Após a adição dos volumes de titulante, os valores de pSr são:
- 0,00 mL de EDTA: pSr = 2,00
- 10,00 mL de EDTA: pSr ≈ 2,26
- 25,00 mL de EDTA: pSr = 3,00
- 30,00 mL de EDTA: pSr = infinito (toda a
está complexada)