Vamos calcular a curva de titulação para a reação de 50,00mL de uma solução de Ca^2+ 0,040M (tamponada em pH 10,00) com uma solução de EDTA 0,080 M, kff 4,46 times 10^10. Ache o percentual de cálcio nos respectivos volumes:
A) 5 ml
B) Ponto de equivalência
C) 26 ml

Passo 1

Então, temos uma solução de 50,00 mL de íons Ca^2+ com concentração de 0,040 M, mantida em um tampão com pH 10,00. Vamos titular essa solução com uma solução de EDTA de 0,080 M. Nosso objetivo é encontrar o percentual de cálcio depois de adicionar certos volumes de EDTA: 5 mL, no ponto de equivalência e após adicionar 26 mL. Para resolver isso, vamos precisar entender sobre titulação complexométrica, cálculos de molaridade e equilibrios químicos.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de cálcio presentes na solução inicial. A fórmula para isso é:
Mols = Concentração times Volume çã
Aqui, a concentração de Ca^2+ é 0,040 M e o volume é 0,050 L (50,00 mL). Então:
Mols de Ca^2+ = 0,040 , M times 0,050 , L = 0,002 , mols

Passo 3

Em seguida, vamos calcular a quantidade de mols de EDTA adicionados em cada caso. A concentração de EDTA é 0,080 M. Vamos fazer isso para cada volume de EDTA: 5 mL, no ponto de equivalência e 26 mL.
Para 5 mL:
Mols de EDTA = 0,080 , M times 0,005 , L = 0,0004 , mols
No ponto de equivalência, a quantidade de EDTA é igual à dos cálcio:
Mols de EDTA no ponto de equivalência = 0,002 , mols ê
Para 26 mL:
Mols de EDTA = 0,080 , M times 0,026 , L = 0,00208 , mols

Passo 4

Agora, vamos determinar o percentual de cálcio restante após a adição de EDTA. A EDTA reage com o cálcio formando um complexo estável:
Ca^2+ + EDTA^4- <=ftharpoons Ca-EDTA^2-
A constante de formação Kf é grande ( 4,46 times 10^10), o que significa que praticamente todo o cálcio que pode reagir com EDTA vai reagir.
Vamos analisar cada caso:
A) Após adicionar 5 mL de EDTA:
  • Mols de EDTA adicionados: 0,0004 mol
  • Como a reação é 1:1, 0,0004 mol de EDTA vão reagir com 0,0004 mol de Ca^2+
  • Mols de Ca^2+ restantes: 0,002 - 0,0004 = 0,0016 mol
  • Percentual de cálcio restante:
( 0,00160,002 ) times 100% = 80%

Passo 5

B) No ponto de equivalência:
  • Mols de EDTA adicionados: 0,002 mol
  • Toda a quantidade de Ca^2+ será complexada:
0,002 - 0,002 = 0 , mol de Ca^2+ restantes
  • Percentual de cálcio restante:
( 00,002 ) times 100% = 0%

Passo 6

C) Após adicionar 26 mL de EDTA:
  • Mols de EDTA adicionados: 0,00208 mol
  • Mols de Ca^2+ complexados: 0,002 mol (todo o cálcio foi complexado)
  • Mols de EDTA em excesso: 0,00208 - 0,002 = 0,00008 mol
  • Não resta Ca^2+ na solução
  • Percentual de cálcio restante:
0%

Resposta

A) 80%
B) 0%
C) 0%

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