Para a titulação de 25 mL de uma solução de MnSO4 0,02 M, com uma solução de EDTA 0,01 M, tamponado em pH 8 , calcule o valor de pMn^2+, nos volumes de EDTA adicionados que são vistos a seguir: a) 0 mL b) 20 mL c ) 40 mL d) 49 mL e) 49,9 mL f) 50 mL g ) 50,1 mL h) 55 mL i) 60 mL

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício de titulação envolvendo sulfato de manganês (MnSO₄) e EDTA. Basicamente, queremos calcular o valor de pMn²⁺ em diferentes volumes de EDTA adicionados à solução. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de molaridade, titulação, e como calcular a concentração de íons metálicos após a adição do agente quelante EDTA. Vamos dividir isso em passos para facilitar a compreensão.

Passo 2

Primeiro, vamos entender as informações que temos:
  • Volume da solução de MnSO₄: 25 mL
  • Molaridade de MnSO₄: 0,02 M
  • Molaridade de EDTA: 0,01 M
  • pH da solução: 8 (importante para a estabilidade do complexo EDTA-Mn²⁺)
Vamos calcular a quantidade de Mn²⁺ presente na solução inicialmente.

Passo 3

Calculando os mols de Mn²⁺:
A molaridade (M) é dada por moles por litro (mol/L). Então:
Mols de Mn^2+ = M times V = 0,02 , M times 0,025 , L = 0,0005 , mol

Passo 4

Entendendo a relação com o EDTA:
O EDTA se liga ao Mn²⁺ em uma proporção de 1:1. Então, cada mol de EDTA vai reagir com um mol de Mn²⁺.

Passo 5

Calculando os mols de EDTA adicionados em cada volume:
Para cada volume de EDTA adicionado, vamos converter mL para L e multiplicar pela molaridade:
Mols de EDTA = 0,01 , M times VEDTA (L)

Passo 6

Agora, vamos analisar cada caso (a a i):
a) 0 mL de EDTA:
Sem adicionar EDTA, todo o Mn²⁺ está livre na solução.

Passo 7

Calculando a concentração de Mn²⁺:
Concentração de Mn^2+ = 0,0005 , mol0,025 , L = 0,02 , M çã
Calculando pMn²⁺:
pMn^2+ = -log(0,02) approx 1,70

Passo 8

b) 20 mL de EDTA:
  • Mols de EDTA adicionados:
0,01 , M times 0,020 , L = 0,0002 , mol
  • Mols de Mn²⁺ que reagem com EDTA:
0,0002 , mol
  • Mols de Mn²⁺ restantes:
0,0005 - 0,0002 = 0,0003 , mol
  • Concentração de Mn²⁺:
0,00030,025 = 0,012 , M
  • pMn²⁺:
-log(0,012) approx 1,92

Passo 9

c) 40 mL de EDTA:
  • Mols de EDTA adicionados:
0,01 , M times 0,040 , L = 0,0004 , mol
  • Mols de Mn²⁺ que reagem com EDTA:
0,0004 , mol
  • Mols de Mn²⁺ restantes:
0,0005 - 0,0004 = 0,0001 , mol
  • Concentração de Mn²⁺:
0,00010,025 = 0,004 , M
  • pMn²⁺:
-log(0,004) approx 2,40

Passo 10

d) 49 mL de EDTA:
  • Mols de EDTA adicionados:
0,01 , M times 0,049 , L = 0,00049 , mol
  • Mols de Mn²⁺ que reagem com EDTA:
0,00049 , mol
  • Mols de Mn²⁺ restantes:
0,0005 - 0,00049 = 0,00001 , mol
  • Concentração de Mn²⁺:
0,000010,025 = 0,0004 , M
  • pMn²⁺:
-log(0,0004) approx 3,40

Passo 11

e) 49,9 mL de EDTA:
  • Mols de EDTA adicionados:
0,01 , M times 0,0499 , L = 0,000499 , mol
  • Mols de Mn²⁺ que reagem com EDTA:
0,000499 , mol
  • Mols de Mn²⁺ restantes:
0,0005 - 0,000499 = 0,000001 , mol
  • Concentração de Mn²⁺:
0,0000010,025 = 0,00004 , M
  • pMn²⁺:
-log(0,00004) approx 4,40

Passo 12

f) 50 mL de EDTA:
Neste ponto, a quantidade de EDTA adicionada é praticamente equivalente à quantidade de Mn²⁺ presente.
  • Mols de EDTA adicionados:
0,01 , M times 0,050 , L = 0,0005 , mol
  • Mols de Mn²⁺ que reagem com EDTA:
0,0005 , mol
  • Mols de Mn²⁺ restantes:
0,0005 - 0,0005 = 0 , mol
  • Concentração de Mn²⁺:
0 , M
  • pMn²⁺ não existe porque não há Mn²⁺ livre na solução.

Passo 13

g) 50,1 mL de EDTA:
Agora, temos EDTA em excesso.
  • Mols de EDTA adicionados:
0,01 , M times 0,0501 , L = 0,000501 , mol
  • Mols de Mn²⁺ que reagem com EDTA:
0,0005 , mol (pois só temos isso disponível para reagir) óí
  • Mols de EDTA em excesso:
0,000501 - 0,0005 = 0,000001 , mol
  • Não há Mn²⁺ restante, então pMn²⁺ não existe nesse caso.

Passo 14

h) 55 mL de EDTA:
EDTA em excesso.
  • Mols de EDTA adicionados:
0,01 , M times 0,055 , L = 0,00055 , mol
  • Mols de Mn²⁺ que reagem com EDTA:
0,0005 , mol
  • Mols de EDTA em excesso:
0,00055 - 0,0005 = 0,00005 , mol
  • Ainda não há Mn²⁺ livre na solução.

Passo 15

i) 60 mL de EDTA:
Mais EDTA em excesso.
  • Mols de EDTA adicionados:
0,01 , M times 0,060 , L = 0,0006 , mol
  • Mols de Mn²⁺ que reagem com EDTA:
0,0005 , mol
  • Mols de EDTA em excesso:
0,0006 - 0,0005 = 0,0001 , mol
  • Ainda não há Mn²⁺ livre na solução.

Resposta

Os valores de pMn²⁺ para os volumes de EDTA adicionados são:
a) 0 mL → pMn²⁺ ≈ 1,70
b) 20 mL → pMn²⁺ ≈ 1,92
c) 40 mL → pMn²⁺ ≈ 2,40
d) 49 mL → pMn²⁺ ≈ 3,40
e) 49,9 mL → pMn²⁺ ≈ 4,40
f) 50 mL → pMn²⁺ não existe
g) 50,1 mL → pMn²⁺ não existe
h) 55 mL → pMn²⁺ não existe
i) 60 mL → pMn²⁺ não existe

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