Explique o funcionamento do indicador (negro de Eriocromo T) na determinação complexométrica de \mathrm{Mg}^{2+} com EDTA.

Passo 1

O enunciado pede para explicar como o indicador negro de Eriocromo T (HI n^{3} ^{-}/I n^{4} ^{-}) atua numa titulação complexométrica de \mathrm{Mg^{2+}} com EDTA ( \mathrm{Y^{4-}}). O conteúdo envolvido é química analítica, mais especificamente titulação complexométrica: usamos um indicador metálico fraco que muda de cor quando o metal é removido pelo EDTA, devido à diferença nos constantes de estabilidade dos complexos.

Passo 2

No início da titulação, em pH controlado (geralmente em torno de 10 por tampão amônia/amônio), o indicador existe predominantemente na forma de complexo com \mathrm{Mg^{2+}}, segundo o equilíbrio
\mathrm{Mg^{2+}} + \mathrm{In^{4-}} \rightleftharpoons \mathrm{MgIn^{2-}}.
Nesse estado:
\bullet \mathrm{MgIn^{2-}} (complexo indicador-metal) é de cor rósea ou vinho.
\bullet A fração de I n^{4} ^{-} livre (azul) é muito pequena.
Assim, a solução parece avermelhada antes de começar a titulação.

Passo 3

Ao adicionar EDTA, este forma um complexo muito mais estável com \mathrm{Mg^{2+}}:
\mathrm{MgIn^{2-}} + \mathrm{Y^{4-}} \longrightarrow \mathrm{MgY^{2-}} + \mathrm{In^{4-}}.
Como \mathrm{K_\mathrm{stab}(MgY^{2-})} é muito maior que \mathrm{K_\mathrm{stab}(MgIn^{2-})}, o EDTA “puxa” o \mathrm{Mg^{2+}} do indicador, liberando \mathrm{In^{4-}}. A forma livre do indicador é azul, e assim que todo \mathrm{Mg^{2+}} estiver ligado ao EDTA, a solução muda de vinho para azul, marcando o ponto de viragem.

Passo 4

O pH em torno de 10 é crucial porque:
1. Garante que o EDTA esteja suficientemente desprotonado como \mathrm{Y^{4-}}, maximizando sua afinidade por \mathrm{Mg^{2+}}.
2. Mantém o indicador na forma \mathrm{In^{4-}}/ \mathrm{MgIn^{2-}}, com cores bem definidas (azul e vinho).
Sem esse controle de pH, as espécies protônicas do indicador ou do EDTA poderiam alterar as cores e tornar a detecção do ponto final imprecisa.

Resposta

O negro de Eriocromo T forma inicialmente com \mathrm{Mg^{2+}} um complexo vinho ( \mathrm{MgIn^{2-}}). Na titulação, o EDTA, por formar um complexo muito mais estável ( \mathrm{MgY^{2-}}), desloca o \mathrm{Mg^{2+}} do indicador, liberando a forma livre azul ( \mathrm{In^{4-}}). Quando todo \mathrm{Mg^{2+}} estiver ligado ao EDTA, a solução muda de vinho para azul, indicando o ponto de equivalência.

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