Considere a titulação de
de
com EDTA
uma solução tamponada em pH 7,0. Calcular os valores de pFe após a adição de 0,00 ; 10,
e
de titulante.
Valores de
para o EDTA em diferentes pHs
pH
2,00
2,50
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
0,35
11,00
0,85
12,00
0,98
Constantes de Formação dos Complexos de EDTA
Cátion
Valores de
| pH |
|
| 2,00 |
|
| 2,50 |
|
| 3,00 |
|
| 4,00 |
|
| 5,00 |
|
| 6,00 |
|
| 7,00 |
|
| 8,00 |
|
| 9,00 |
|
| 10,00 | 0,35 |
| 11,00 | 0,85 |
| 12,00 | 0,98 |
Cátion
Passo 1
Beleza, vamos lá! O que temos aqui é um exercício de titulação envolvendo íons de ferro (
) e EDTA. A matéria envolve conceitos de química analítica, como titulação complexométrica, equilíbrio químico e cálculos de pH. Para resolver isso, vamos precisar entender como o EDTA reage com o
, calcular as quantidades envolvidas e determinar o pFe após a adição de diferentes volumes de titulante.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa titular
com EDTA. O EDTA é um agente quelante que forma complexos estáveis com íons metálicos como o ferro. A reação básica é:
Aqui, o EDTA se liga ao íon ferro formando um complexo. A constante de formação desse complexo nos dá uma ideia de quão forte é essa ligação.
Passo 3
Agora, vamos calcular as moles de
que temos inicialmente. Temos 50,00 mL de solução com concentração de
. Usando a fórmula:
Então, temos 0,00075 mol de
no começo.
Passo 4
Em seguida, vamos calcular as moles de EDTA adicionadas para cada volume de titulante. A concentração do EDTA é
. Vamos considerar cada volume de titulante separado:
Por exemplo, para 10,00 mL de EDTA:
Faremos isso para todos os volumes listados: 0,00 mL; 10,00 mL; 24,00 mL; 24,90 mL; 25,00 mL; 25,10 mL; 26,00 mL; e 30,00 mL.
Passo 5
Agora, precisamos entender como o EDTA adiciona reage com o
. A relação é 1:1, ou seja, 1 mol de EDTA reage com 1 mol de
. Vamos verificar em cada caso se o EDTA está em excesso ou não.
Por exemplo, para 10,00 mL de EDTA:
- Moles de EDTA adicionadas: 0,00030 mol
- Moles de
disponíveis: 0,00075 mol
Como 0,00030 mol de EDTA < 0,00075 mol de
, o EDTA não está em excesso. Portanto, toda a quantidade de EDTA reagirá com o
.
Passo 6
Vamos agora calcular a concentração de
livre após a reação. A concentração livre de
é importante para determinar o pFe, que é dado por:
Para isso, subtraímos as moles de EDTA adicionadas das moles de
iniciais e dividimos pelo volume total da solução.
Continuando com o exemplo de 10,00 mL de EDTA:
- Moles de
após reação: - Volume total:
- Concentração de
: - pFe:
Passo 7
Vamos repetir esse processo para todos os volumes de EDTA adicionados:
-
0,00 mL de EDTA:
- Moles de
: 0,00075 mol - Concentração:
- pFe:
- Moles de
-
10,00 mL de EDTA:
- Calculado no Passo 6: pFe ≈ 2,12
-
24,00 mL de EDTA:
- Moles de EDTA adicionadas:
- Moles de
após reação: - Volume total: 74,00 mL = 0,0740 L
- Concentração:
- pFe:
- Moles de EDTA adicionadas:
-
24,90 mL de EDTA:
- Moles de EDTA:
- Moles de
após reação: - Volume total: 74,90 mL = 0,0749 L
- Concentração:
- pFe:
- Moles de EDTA:
-
25,00 mL de EDTA:
- Moles de EDTA:
- Moles de
após reação: - Concentração:
- pFe: Indeterminado (próximo ao infinito, já que não há
livre)
- Moles de EDTA:
-
25,10 mL de EDTA:
- Moles de EDTA:
- Agora, o EDTA está em excesso. Todo o
foi reagido, e temos excesso de EDTA. - Concentração de
livre: praticamente zero - pFe: Muito alto, praticamente infinito
- Moles de EDTA:
-
26,00 mL de EDTA:
- Similar ao passo anterior, com mais excesso de EDTA.
- pFe: Continua muito alto
-
30,00 mL de EDTA:
- Moles de EDTA:
- Excesso de EDTA:
- pFe: Ainda muito alto, sem
livre
- Moles de EDTA:
Resposta
Após realizar os cálculos para cada volume de EDTA adicionado, os valores de pFe são aproximadamente:
- 0,00 mL de EDTA: pFe ��� 1,82
- 10,00 mL de EDTA: pFe ≈ 2,12
- 24,00 mL de EDTA: pFe ≈ 3,39
- 24,90 mL de EDTA: pFe ≈ 4,40
- 25,00 mL de EDTA: pFe indeterminado (sem
livre) - 25,10 mL de EDTA: pFe muito alto
- 26,00 mL de EDTA: pFe muito alto
- 30,00 mL de EDTA: pFe muito alto
Esses valores mostram como a concentração de íons de ferro livres diminui à medida que mais EDTA é adicionado, aumentando assim o pFe.