Calcule a concentração de
não complexado com EDTA:
na mistura anterior contendo 0,100 mol de amônia livre, tamponada em pH 10.
Dados:
na mistura anterior contendo 0,100 mol de amônia livre, tamponada em pH 10.
Dados:
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular a concentração de íons
que não estão complexados com EDTA em uma mistura que contém 0,100 mol de amônia livre e está tamponada em pH 10. Para resolver isso, vamos precisar entender como o níquel
interage com o EDTA e com a amônia
. Vamos usar as constantes de estabilidade (
) fornecidas para essas reações e aplicar alguns conceitos de equilíbrio químico.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que são essas constantes de estabilidade, chamadas de constantes de formação (
). Elas indicam quão fortemente o íon níquel se liga com as moléculas de amônia. Quanto maior o valor de
, mais estável é o complexo formado.
As constantes fornecidas são:
Essas correspondem aos diferentes estágios de complexação entre
e
.
Passo 3
Sabemos que o EDTA também forma um complexo muito estável com
, com uma constante de estabilidade
. Isso é super alto, indicando que praticamente todo o
vai se ligar com o EDTA, a menos que haja algo que interfira nessa ligação, como a presença de amônia.
Passo 4
Como temos 0,100 mol de amônia livre, precisamos considerar a competição entre a amônia e o EDTA para captar o
. Vamos assumir que o EDTA está presente em excesso, de modo que a quantidade de EDTA não limite a formação do complexo com o níquel.
Passo 5
Vamos estabelecer as equações de equilíbrio para as reações de complexação:
- Formação do complexo Ni-EDTA:
Com constante de estabilidade:
- Formação dos complexos entre Ni e NH₃:
Com constante de formação
correspondente a cada número de moléculas de amônia ligadas.
Passo 6
Como o K do EDTA é muito maior que os
da amônia, a maior parte do níquel vai se ligar com o EDTA. Mas ainda pode haver uma pequena quantidade de
livre não complexada. Vamos considerar essa concentração como
.
Passo 7
Sabemos que a soma das concentrações dos diferentes complexos formados deve ser igual à concentração total de níquel na solução. Se assumirmos que a concentração total de níquel é
, então:
Mas, devido à alta estabilidade do complexo com EDTA, podemos simplificar a equação para:
Passo 8
Rearranjando a equação da constante de estabilidade do EDTA:
Assumindo que o EDTA está em excesso,
é praticamente constante e podemos incorporá-lo na equação.
Passo 9
Para encontrar
, precisamos relacionar com a amônia disponível. A presença de amônia pode reduzir a quantidade de
livre, formando complexos com ela. Porém, devido ao K alto do EDTA, essa contribuição é mínima.
Passo 10
Portanto, a concentração de
não complexado com EDTA será muito baixa, quase desprezível, dada a alta afinidade do EDTA pelo níquel. Para uma estimativa mais precisa, precisaríamos dos valores de concentração total de níquel e EDTA na mistura.
Resposta
A concentração de
não complexado com EDTA na mistura é praticamente nula devido à alta constante de estabilidade do complexo com EDTA (
), indicando que quase todo o níquel está complexo com o EDTA.