Considere uma titulação entre uma alíquota de 20,00 mL de solução de Mg^+2 0,05000 mol / L contra solução de EDTA 0,05000 mol / L. A titulação é feita na presença de tampão amoniacal em pH 10.
Calcule pMg^+2 para os volumes de 0 mL, 15,00 mL, 20,00 mL e 30,00 mL.

Passo 1

Beleza, vamos recapitular o que o exercício pede e o que a gente vai usar. A gente tem 20,00 mL de uma solução de Mg²⁺ 0,05000 mol/L que está sendo titulada com EDTA 0,05000 mol/L, tudo isso num tampão amoniacal pH 10. O objetivo é calcular pMg (que é –log[Mg²⁺]) em quatro pontos da titulação: 0 mL, 15,00 mL, 20,00 mL e 30,00 mL de EDTA adicionados.
Conteúdo/matéria:
  • Titulação de metais com EDTA
  • Constante de formação do complexo MgEDTA
  • Balances de massa e equilíbrio químico
  • Cálculo de concentrações, pMg e aproximações típicas
Para resolver, vamos usar:
  1. Stoichiometria da titulação (antes/e depois do equivalência).
  2. Constante de formação do complexo .
  3. Mass balance e, nos pontos de equivalência e pós-equivalência, o equilíbrio .
  4. A fórmula pMg = –log[ ].

Passo 2

Volume de EDTA = 0,00 mL (antes de começar):
– Não tem EDTA, então não há complexo, todo Mg²⁺ está livre.
– Concentração inicial de Mg²⁺:
[Mg^2+] = 0,05000;mol/L
– Logo
pMg = -log(0,05000) = 1,301

Passo 3

Volume de EDTA = 15,00 mL (antes da equivalência):
  1. Moles iniciais de Mg²⁺:
nMg = 0,02000,Ltimes0,05000,mol/L = 1,00times10^-3,mol
  1. Moles de EDTA adicionados:
nEDTA = 0,01500,Ltimes0,05000,mol/L = 7,50times10^-4,mol
  1. Como EDTA < Mg, todo EDTA forma complexo e sobra Mg:
nMg;livre = 1,00times10^-3 - 7,50times10^-4 = 2,50times10^-4,mol
  1. Volume total = 20,00 mL + 15,00 mL = 35,00 mL = 0,03500 L.
[Mg^2+] = 2,50times10^-40,03500 = 7,14times10^-3,M
pMg = -log(7,14times10^-3) = 2,146

Passo 4

Volume de EDTA = 20,00 mL (no ponto de equivalência):
– Aqui n_EDTA = n_Mg = Mg^2+ + Y^4- ;<=ftharpoons; MgY^2-, Kf = 10^8,69 .
– Quase todo Mg está complexo, mas fica um pouquinho de Mg²⁺ livre devido ao equilíbrio do complexo:
1,00times10^-30,04000,L = 0,0250;M
  1. Concentração total (Mg + complexo) =
x = [Mg^2+] = raiz0,0250Kf = raiz0,025010^8,69 approx 7,14times10^-6,M
  1. No ponto de equivalência a molaridade de MgY²⁻ ≃ 0,0250 M e de Y⁴⁻ livre ≃ 0, (pois todo EDTA está no complexo).
  2. Usamos a aproximação clássica pMg = -log(7,14times10^-6) = 5,15 :

Passo 5

Volume de EDTA = 30,00 mL (pós-equivalência):
  1. Moles de EDTA adicionados = 1,00times10^-30,05000 = 0,0200;M mol, de Mg = Kf = [MgY^2-][Mg^2+],[Y^4-] Longrightarrow [Mg^2+] = 0,020010^8,69times0,01 approx4,08times10^-9,M mol → sobra EDTA.
  2. Volume total = 20,00 mL + 30,00 mL = 50,00 mL = 0,05000 L.
  3. Concentração total de complexado MgY²⁻ ≃ [Mg]ₜₒₜ =
pMg = -log(4,08times10^-9) = 8,39
  1. Concentração de EDTA livre .
  2. No equilíbrio:

Resposta

0 mL: pMg = 1,301
15 mL: pMg = 2,146
20 mL: pMg = 5,150
30 mL: pMg = 8,390

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