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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 19.Questões e Problemas - Ex. 13ef

Se você tiver soluções 0,1000   m o l   L - 1 e a primeira espécie mencionada for o titulante, qual será a concentração de cada reagente e produto no ponto de equivalência da titulação no Problema 19-11? Considere que não há variação de [ H + ] durante a titulação.

Passo 1

Selvaaaaaaaaaa galerinha, isso mesmo selva haha, tudo certinho??

“Hulk esmaga”, Bora esmagar essa questãozinha comigo?

  1. A reação global é dada como

    2. 2 C e 4 + + H 3 A s O 4 + H 2 O ⇌ 2 C e 3 + + H 3 A s O 3 + 2 H +

    A constante de equilíbrio

    K e q = C o n c e n t r a ç ã o   d e   p r o d u t o s   e l e v a d a   a o   s e u   c o e f i c i e n t e   e s t e q u i o m é t r i c o C o n c e n t r a ç ã o   d e   r e a g e n t e s   e l e v a d a   a o   s e u   c o e f i c i e n t e   e s t e q u i o m é t r i c o

    K e q = H 3 A s O 3 C e 3 + H + 2 C e 4 + H 3 A s O 4

    K e q = 9 × 10 37

    No ponto de equivalência

    C e 4 + = 2 H 3 A s O 4 = x   M   ( s u p o s i ç ã o )

    2 H 3 A s O 3 = C e 3 + = 2 × 0.1000 3 M

    2 H 3 A s O 3 = C e 3 + = 0.0667   M

    H + = 1   M  

    C e 4 + = x   M

    H 3 A s O 4 = x 2   M

    H 3 A s O 3 = 0.0667 2   M

    = 0.0333   M

    C e 3 + = 0.0667   M

    Passo 2

    Substituindo esses valores na equação

    H 3 A s O 3 C e 3 + H + 2 C e 4 + H 3 A s O 4 = 9 × 10 37

    0.0333 × 0.0667 2 × 1 2 x 2 × x 2 = 9 × 10 37

    1.483 × 10 - 4 × 2 x 3 2 = 9 × 10 37

    2.966 × 10 - 4 x 3 = 9 × 10 37

    x 3 = 2.966 × 10 - 4 9 × 10 37

    x = 3.292 × 10 - 42 1 / 3

    x = 1.489 × 10 - 14

    Portanto, temos que

    C e 4 + = 1.489 × 10 - 14   M

    H 3 A s O 4 = 1.489 × 10 - 14 2   M

    H 3 A s O 4 = 7.438 × 10 - 15   M

    H 3 A s O 3 = 0.0333   M

    C e 3 + = 0.0667   M

    H + = 1   M  

    Portanto, a concentração de C e 4 + , H 3 A s O 4 , H 3 A s O 3 , C e 3 + , H + no ponto de equivalência são 1.489 × 10 - 14   M , 7.438 × 10 - 15 M ,   0.0333   M   e   0.0667   M ,   1   M , respectivamente.

    Passo 3

  2. A reação global é dada como

2 V O H 4 + + H 2 S O 3 ⇌ 2 V O 2 + + 5 H 2 O + S O 4 2 -

A constante de equilíbrio

K e q = C o n c e n t r a ç ã o   d e   p r o d u t o s   e l e v a d a   a o   s e u   c o e f i c i e n t e   e s t e q u i o m é t r i c o C o n c e n t r a ç ã o   d e   r e a g e n t e s   e l e v a d a   a o   s e u   c o e f i c i e n t e   e s t e q u i o m é t r i c o

K e q = S O 4 2 - V O 2 + 2 V O H 4 + H 2 S O 3

K e q = 9.4 × 10 2 7

No ponto de equivalência

V O H 4 + = 2 H 2 S O 3 = x   M   ( s u p o s i ç ã o )

2 S O 4 2 - = V O 2 + = 2 × 0.1000   M 3

2 S O 4 2 - = V O 2 + = 0.0667   M

Portanto,

V O H 4 + = x   M

H 2 S O 3 = x 2   M

S O 4 2 - = 0.0333   M

V O 2 + = 0.0667   M

Passo 2

Substituindo esses valores na equação

S O 4 2 - V O 2 + 2 V O H 4 + H 2 S O 3 = 9.4 × 10 2 7

0.0333 × 0.0667 2 x 2 × x 2 = 9.4 × 10 27

1.483 × 10 - 4 × 2 x 3 2 = 9.4 × 10 27

2.966 × 10 - 4 x 3 = 9.4 × 10 27

x 3 = 2.966 × 10 - 4 9.4 × 10 27

x = 3.155 × 10 - 32 1 / 3

x = 3.160 × 10 - 11

Portanto, temos que

V O H 4 + = 3.160 × 10 - 11   M

H 2 S O 3 = 3.160 × 10 - 11 2   M

H 2 S O 3 = 1.580 × 10 - 11   M

S O 4 2 - = 0.0333   M

V O 2 + = 0.0667   M

Portanto, a concentração de V O H 4 + , H 2 S O 3 , S O 4 2 - , V O 2 + no ponto de equivalência são 3.160 × 10 - 11   M , 1.580 × 10 - 11   M ,   0.0333   M   e   0.0667   M , respectivamente.

“OK, isso foi legal.”

Resposta

e) Portanto, a concentração de C e 4 + , H 3 A s O 4 , H 3 A s O 3 , C e 3 + , H + no ponto de equivalência são 1.489 × 10 - 14   M , 7.438 × 10 - 15 M ,   0.0333   M   e   0.0667   M ,   1   M , respectivamente.

f) Portanto, a concentração de V O H 4 + , H 2 S O 3 , S O 4 2 - , V O 2 + no ponto de equivalência são 3.160 × 10 - 11   M , 1.580 × 10 - 11   M ,   0.0333   M   e   0.0667   M , respectivamente.

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