Determinação de Sulfatos em Águas .
da amostra são tratados à quente com
para precipitação do sulfato, que é filtrado e transferido para erlenmeyer, quando então se adiciona 20,00 mL EDTA
de
concentrado, para dissolução de
; o excesso de EDTA é titulado com
, volume gasto
.
a)Calcule a concentração
da amostra em
.
b)De acordo com a COPAM o máximo permitido para sulfatos em águas é de 250
. A água analisada está com teor abaixo, acima ou igual ao limite estabelecido na lei ? Justifique.
c)Deduza a expressão para o cálculo do item a
a)Calcule a concentração
b)De acordo com a COPAM o máximo permitido para sulfatos em águas é de 250
c)Deduza a expressão para o cálculo do item a
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado nos dá e o que é pedido.
Dados do enunciado:
- Volume da amostra:
. - Foi precipitado
como e o sólido foi filtrado e transferido para erlenmeyer. - Adicionados ao erlenmeyer:
de EDTA (EDTA em excesso) e de concentrado. - O excesso de EDTA foi titulado com
; volume gasto na titulação: .
Perguntas:
a) Calcular a concentração de da amostra em
.
b) Segundo o enunciado, o máximo permitido pela COPAM é . Determinar se a água analisada está abaixo, acima ou igual ao limite e justificar.
c) Deduzir a expressão utilizada para o cálculo do item (a).
a) Calcular a concentração de
b) Segundo o enunciado, o máximo permitido pela COPAM é
c) Deduzir a expressão utilizada para o cálculo do item (a).
Observação importante (anotação de unidade): o enunciado informa o limite como
, unidade muito improvável para limites de sulfato em água potável. É comum o limite ser dado em
. Vou calcular a concentração real da amostra e, na comparação (item b), comentar sobre essa aparente inconsistência e comparar nos dois sentidos (molar e massivo) para ficar claro.
Passo 2
Entendendo a química e a estratégia de cálculo (a “aula” passo a passo):
- Definições básicas:
- Molaridade (concentração molar) de uma solução:
, onde é o número de mols da substância e é o volume em litros. Portanto . - Em titulações, usamos a estequiometria das reações para relacionar mols titulante e titulado.
- Molaridade (concentração molar) de uma solução:
- Reações-chave e estequiometria utilizada aqui:
- O sulfato na amostra é precipitado como
. Cada mol de dá 1 mol de e contém 1 mol de . - Para dissolver o
foi adicionado EDTA. O EDTA forma complexo com com razão 1:1 em mols (um mol de EDTA complexa um mol de ). Logo, mols de EDTA consumidos pela amostra são iguais aos mols de liberados, isto é, iguais aos mols de precipitados. - Como EDTA foi acrescentado em excesso, o excesso foi titulado com
(do ), também com razão 1:1 (um mol de complexa um mol de EDTA). Assim: Rearranjando,
- O sulfato na amostra é precipitado como
- Plano de cálculo:
- Calcular
. - Calcular
usados na titulação . Esse é igual a . - Calcular
. - Converter para concentração molar da amostra dividindo por
em litros. - Converter concentração molar em
multiplicando por massa molar de e por (para passar de g/L para mg/L).
- Calcular
Passo 3
Calcular os mols de EDTA adicionados.
- Volume de EDTA:
. - Concentração de EDTA:
. - Mols de EDTA adicionados:
Passo 4
Calcular os mols de
usados na titulação (igual aos mols de EDTA titulados).
- Volume de
: . - Concentração de
: . - Mols de
(e portanto de EDTA titulados):
Passo 5
Calcular os mols de
na amostra (igual aos mols de EDTA consumidos pelo
).
Passo 6
Converter para concentração molar da amostra (mols por litro).
- Volume da amostra:
.
Passo 7
Converter a concentração molar em
.
- Massa molar do íon
: usar . - Concentração em g/L:
- Converter para mg/L multiplicando por
:
Passo 8
Responder (b): comparar com o limite da COPAM e justificar.
- O enunciado diz limite
. Se interpretarmos literalmente esse valor em molaridade, a comparação é: Nesse caso a amostra estaria muito abaixo do limite — porém esse limite é fisicamente absurdo para água (250 mol/L corresponderia a dezenas de kg de sulfato por litro). - Interpretação provável e usual: o limite da COPAM é
. Comparando com isso: Portanto, com a interpretação prática em , a água analisada está acima do limite estabelecido.
Conclusão que faz sentido prático: a amostra tem
de
, valor maior que
; logo está acima do máximo geralmente citado pela COPAM.
Passo 9
Dedução da expressão pedida no item (c) — escrever a fórmula geral e explicar as variáveis.
Partindo do raciocínio:
A concentração molar de
na amostra (em mol/L) é
Para obter a concentração em
multiplica-se por
(g/mol) e por
(mg/g):
Onde:
-
e são volumes em litros; -
e são concentrações em ; -
é o volume da amostra em litros; -
é a massa molar do íon em .
Passo 10
Pequena motivação final: você aplicou titulação por complexometria com EDTA — a ideia chave é sempre transformar volumes e concentrações em mols, usar a estequiometria (aqui 1:1) e depois voltar para a unidade que a prova pede (mg/L). Vai dar certo na prova, respira e confia no procedimento que nós fizemos passo a passo — você consegue!
Resposta
Acima do limite estabelecido (interpretando o limite da COPAM como