A constante de formação do complexo Pb -EDTA é
.
a) Calcule a constante de formação condicional em pH 3 e pH 10 .
b) Calcule o
para
de uma solução
em pH 3 e pH 10 depois da adição de
125 ml e 200 ml de solução
EDTA.
a) Calcule a constante de formação condicional em pH 3 e pH 10 .
b) Calcule o
Passo 1
Resumo do enunciado: temos a constante de formação verdadeira (β) do complexo
(onde
é a forma totalmente deprotonada do EDTA) dada por
Queremos:
- As constantes de formação condicionais
em pH 3 e em pH 10. - Os valores de
para uma alíquota inicial de ,mL de ,M (isto é, ,mmol), após adições de 0, 50, 125 e 200 mL de EDTA ,M, tanto em pH 3 quanto em pH 10.
Matéria envolvida: equilíbrio de complexos metálicos, protonação de EDTA, constantes de formação condicionais e balances de massa. Vamos precisar dos pKₐ do EDTA:
e da expressão para a fração
de EDTA na forma
:
Passo 2
Cálculo de
em pH 3:
O produto
.
Então
Então
Logo a constante de formação condicional em pH 3 é
Passo 3
Cálculo de
em pH 10:
mantendo os mesmos
. Fazendo conta análoga obtemos
e
Passo 4
Definimos para cada caso as concentrações totais em equilíbrio:
e escrevemos a lei da massa do complexo condicionalmente:
Daqui
. Em cada regime podemos usar aproximações:
– Se , não há complexo;
– Se e
é grande, todo EDTA se liga (
);
– Se , usa-se a solução exata da quadrática e obtém-se
, onde
;
– Se , quase todo Pb fica complexo e
– Se
– Se
– Se
– Se
Passo 5
Cálculos em pH 3 (
)
Volume inicial: mL de
0,0250 M ⇒
M.
Adições de EDTA M:
– 0 mL ⇒ ⇒
,
.
– 50 mL (total 100 mL) ⇒ . Como
,
,
,
.
– 125 mL (total 175 mL) ⇒ . Usa-se
.
– 200 mL (total 250 mL) ⇒ ,
como ,
.
Volume inicial:
Adições de EDTA
– 0 mL ⇒
– 50 mL (total 100 mL) ⇒
– 125 mL (total 175 mL) ⇒
– 200 mL (total 250 mL) ⇒
como
Passo 6
Cálculos em pH 10 (
)
Mesmas concentrações totais:
– 0 mL ⇒ ,
.
– 50 mL ⇒ ,
.
– 125 mL ⇒ ,
.
– 200 mL ⇒ ,
.
Mesmas concentrações totais:
– 0 mL ⇒
– 50 mL ⇒
– 125 mL ⇒
– 200 mL ⇒
Resposta
a)
,
b) pH 3:
– 0 mL EDTA:
– 50 mL EDTA:
– 125 mL EDTA:
– 200 mL EDTA:
– 0 mL EDTA:
– 50 mL EDTA:
– 125 mL EDTA:
– 200 mL EDTA:
pH 10:
– 0 mL EDTA:
– 50 mL EDTA:
– 125 mL EDTA:
– 200 mL EDTA:
– 0 mL EDTA:
– 50 mL EDTA:
– 125 mL EDTA:
– 200 mL EDTA: