Uma pastilha antiácida, pesando 1,25 g, foi dissolvida em um balão volumétrico de 1,0 L para permitir a determinação dos teores de carbonato de cálcio e carbonato de magnésio. Após o preparo da solução, uma alíquota de 10,00 mL foi transferida para um erlenmeyer contendo uma solução tampão com pH = 10,00. Essa alíquota foi então titulada com EDTA 0,0040 mol L ^1 e o volume médio gasto foi de 15,01 mL. Para dosar o cálcio, após precipitação fracionada do magnésio, uma segunda alíquota de 10,00 mL da solução estoque foi transferida para um erlenmeyer e o pH da solução presente foi ajustado para um valor de aproximadamente 13. Na titulação com EDTA, o volume consumido para observação do ponto final foi igual a 13,03 mL. Baseado nestas informações, (a) Faça uma esquematização das duas etapas envolvidas, representando as reações relacionadas. (b) Calcule as concentrações ( mol L^-1 ) de CaCO3 e MgCO3 presentes na solução inicial. © Calcule as massas de CaCO3 e MgCO3 presentes na pastilha. (d) Calcule o teor de CaCO3 e MgCO3 na pastilha.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos um exercício de química analítica envolvendo titulação com EDTA para determinar os teores de CaCO3 e MgCO3 em uma pastilha antiácida. Vamos precisar usar conceitos de estequiometria, complexometria e cálculos de concentração e massa. Além disso, vamos aplicar reações químicas específicas para cada etapa da titulação.

Passo 2

Primeiro, vamos entender as duas etapas da titulação:
  1. Determinação total de metal: Aqui, titulan-se tanto o cálcio ( M^2+ + EDTA^4- M-EDTA^2- ) quanto o magnésio ( ) presentes na solução usando EDTA. A reação geral com o EDTA é:
    Onde pode ser ou .
  2. Determinação seletiva de cálcio: Após precipitar o magnésio, ajustamos o pH para cerca de 13 para assegurar que apenas o cálcio reaja com o EDTA. Assim, somente o cálcio será titulado na segunda etapa.

Passo 3

Agora, vamos calcular as concentrações de ntotal = C times V = 0,0040 times 0,01501 = 6,004 times 10^-5 mol e nCa = 0,0040 times 0,01303 = 5,212 times 10^-5 mol na solução inicial.
  • Dados fornecidos:
    • Massa da pastilha: nMg = ntotal - nCa = 6,004 times 10^-5 - 5,212 times 10^-5 = 7,92 times 10^-6 mol
    • Volume da solução estoque: [CaCO3] = nCa1,0 = 5,212 times 10^-5 mol L^-1
    • Equivalente de EDTA: [MgCO3] = nMg1,0 = 7,92 times 10^-6 mol L^-1
    • Volume médio gasto na primeira titulação: (total de metais)
    • Volume médio gasto na segunda titulação: (apenas cálcio)
  • Cálculos:
    • Moles de EDTA na primeira titulação:
    • Moles de EDTA na segunda titulação:
    • Moles de :
    • Concentrações na solução inicial (1,0 L):

Passo 4

Agora, vamos calcular as massas de mCaCO3 = nCa times M = 5,212 times 10^-5 times 100,09 approx 0,00522 g e mMgCO3 = nMg times M = 7,92 times 10^-6 times 84,31 approx 0,00067 g na pastilha.
  • Molar masses:
    • :
    • :
  • Massas:

Passo 5

Por fim, vamos calcular o teor de % CaCO3 = ( 0,005221,25 ) times 100 approx 0,42% e % MgCO3 = ( 0,000671,25 ) times 100 approx 0,05% na pastilha.
  • Teor (%):

Resposta

(a) As duas etapas envolvidas são:
  1. Titulagem total de cálcio e magnésio: M^2+ + EDTA^4- M-EDTA^2-
  2. Titulagem seletiva de cálcio após precipitação do magnésio: Ca^2+ + EDTA^4- Ca-EDTA^2-
(b) As concentrações na solução inicial são:
© As massas presentes na pastilha são:
(d) O teor na pastilha é:

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