A farinha de trigo consumida no Brasil é enriquecida com ferro para suprir a carência deste nutriente na dieta da população, apresentando teor de, aproximadamente,
. Considere que o preparo da amostra para a determinação de
foi realizada com ácido nítrico concentrado para a digestão completa da amostra. Ao final do processo, o analista ajustou o pH da solução a 2,0 para permitir a reação do íon metálico oxidado
com EDTA. Considerando que foram utilizados 187 g de amostra, que o volume final da solução foi de 100 mL e que a concentração final de EDTA foi de
, calcule a concentração de todas as espécies no equilíbrio e explique se o valor de pH é adequado para a reação pretendida. Dado:
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química envolvendo equilíbrio químico e complexação. O enunciado nos fala sobre a determinação de íons ferro (Fe²⁺ e Fe³⁺) em farinha de trigo usando EDTA, além de analisar se o pH ajustado está adequado para a reação. Para resolver, vamos precisar entender conceitos de complexação, constante de formação (
), cálculos de concentração e o impacto do pH nas reações químicas.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade total de ferro na amostra. Sabemos que a farinha tem aproximadamente 12 mg de ferro por kg. Como usamos 187 g de amostra:
Convertendo para gramas:
Passo 3
Agora, vamos calcular a quantidade de mols de ferro presentes. A massa molar do ferro (
) é aproximadamente 55,85 g/mol:
Passo 4
Sabemos que a concentração de EDTA utilizada é
em um volume final de 100 mL (0,1 L):
Passo 5
Considerando que o EDTA reage com
:
A constante de formação (
) é dada por
, que é muito grande, indicando que a formação do complexo
é quase completa.
Passo 6
Vamos assumir que todo o EDTA reage com
:
Então, os mols de
livres serão:
Passo 7
A concentração das espécies no equilíbrio serão:
Passo 8
Agora, vamos verificar se o pH de 2,0 é adequado para a reação. O EDTA forma complexos estáveis principalmente em pH ligeiramente ácido a neutro. Em pH 2,0, há alta concentração de íons H⁺, o que pode protonar o EDTA, diminuindo sua capacidade de se ligar ao ferro. Contudo, como
é muito grande (
), mesmo com alguma protonação, a formação do complexo
ainda é favorecida, tornando o pH 2,0 adequado para a reação pretendida.
Resposta
As concentrações no equilíbrio são:
Além disso, o pH ajustado para 2,0 é adequado para a reação de complexação com EDTA.