Enunciado
Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 30.Questões e Problemas - Ex. 18
Para determinar a constante de equilíbrio para a reação
25,0 mL de uma solução aquosa de foi extraída com 10,0 mL de . Após a extração, as medidas espectrofotométricas revelaram que a concentração de na camada aquosa era igual a . Uma solução aquosa que era em e em KSCN foi preparada. Depois da extração de dessa solução com , a concentração de na camada de foi determinada por medidas espectrofotométricas como .
(a) Qual é a constante de distribuição do entre e ?
(b) Qual é a constante de formação do ?
Passo 1
Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!
A equação química dada é:
A extração com foi usada para determinar a distribuição e constante de formação para esta reação.
A – A concentração de depois da extração com uma porção de de é encontrada com o valor de . Para extração foi utilizado 25,0 mL de de . A constante de distribuição para pode ser calculada usando a equação:
Podemos reorganizar a equação anterior para obter a constante de distribuição da seguinte forma, dividindo por
Agora, devemos inverter a fração em ambos os lados da equação:
E separando a fração à direita:
Finalmente, a equação para calcular a constante de distribuição é:
Substituindo os valores, nós temos que
Desenvolvendo os termos,
Logo, o termo seria igual a
Passo 2
B - A constante de formação é uma constante de equilíbrio para um complexo que é produzido na solução. É por isso que para calcular a constante de formação devemos usar as concentrações de equilíbrio dos produtos e reagentes da reação. Em um experimento de extração separado, usando de uma solução aquosa de de e de , que foi extraído em de . Após a extração, a concentração de no é igual a .
A constante de formação para é igual a
Onde as concentrações de equilíbrio dos produtos da reação são divididas pelas concentrações de equilíbrio dos reagentes da reação. O equilíbrio desta reação foi alcançado antes da extração. Com isso, usamos a equação para a constante de distribuição:
E reorganizando para obter a equação para calcular a concentração de
Passo 3
A concentração de equilíbrio de é a soma das concentrações de em uma camada aquosa e na camada orgânica.
Substituindo os termos
Portanto,
Agora, temos que calcular a concentração de que foi usada na reação subtraindo a concentração de equilíbrio de da concentração inicial de .
Logo, nós temos que
A concentração de iodo usada na reação nos ajudará a calcular as concentrações de equilíbrio dos componentes restantes da reação. A partir da equação química do início do exemplo, podemos determinar as razões das concentrações dos outros componentes para a concentração de iodo. As concentrações de e são iguais à concentração de iodo usado.
A concentração de é duas vezes a concentração de iodo usado.
Mas esta é a concentração de que é usada na reação. A concentração de equilíbrio de é:
Substituindo os termos
Por fim, calculamos a constante de formação para
Novamente, fazendo o processo de substituição