(
pontos) Em uma planta de galvanoplastia, o controle rigoroso da concentração de íons níquel (
) em efluentes é essencial para garantir a eficiência da recuperação de metais e o atendimento às normas ambientais. Para isso, o engenheiro químico responsável realiza uma titulação de retorno utilizando EDTA como agente complexante.
Procedimento:
- Uma alíquota de
da amostra de efluente industrial é tratada com
de solução padrão de EDTA
, adicionada em excesso para garantir a complexação total do
presente.
- O excesso de EDTA é retrotitulado com
de solução padrão de
até o ponto final, com o uso de um indicador metalocrômico adequado.
Perguntas:
a) Calcule a concentração de fons
, em
, presentes na amostra original.
b) Calcule a concentração de
, em mg/L (ppm), considerando a massa molar do NI igual a
.
b) Calcule a concentração de
Passo 1
O que o enunciado pede e quais dados temos (coloquei os números exatamente como foram dados):
- Pedido (duas partes):
a) concentração deem na amostra original;
b) concentração deem (ppm), usando massa molar do Ni igual a . - Dados fornecidos:
- Volume da alíquota da amostra:
. - Volume de EDTA padrão adicionado (em excesso):
com concentração . - Volume de solução padrão de
usado na retrotitulação do excesso: com concentração . - Reação relevante: EDTA complexa
e também reage com numa estequiometria (um mol de EDTA combina com um mol de íon metálico ).
- Volume da alíquota da amostra:
Passo 2
Entendendo o raciocínio (conceito de retrotitulação) — aula rápida e simples, sem enrolação:
- Quando se adiciona EDTA em excesso à amostra, todo o
presente fica complexado (cada mol de consome 1 mol de EDTA). - Depois, mede-se quanto do EDTA sobrou fazendo uma titulação com
. Como também reage com EDTA, os mols de gastos na retrotitulação são iguais aos mols de EDTA que sobraram. - Portanto:
- Em palavras: moles de Ni = moles de EDTA adicionada − moles de Zn usados (porque esses últimos correspondem ao excesso de EDTA).
Passo 3
Converter volumes para litros (sempre faça isso antes de calcular mols):
- Volume de EDTA adicionado:
. - Volume de
usado: . - Volume da amostra (alíquota):
.
Passo 4
Calcular o número de mols de EDTA inicialmente adicionados. Fórmula básica:
, onde
é número de mols,
é concentração (mol/L) e
é volume (L). Aqui:
Agora a conta:
Passo 5
Calcular o número de mols de
gastos na retrotitulação (esses mols correspondem ao excesso de EDTA):
Fazendo a multiplicação:
Passo 6
Determinar os mols de EDTA que foram consumidos complexando o
(diferença entre o que foi adicionado e o que sobrou):
Logo,
Pela estequiometria
entre EDTA e
, os mols de
na alíquota são iguais a esse número:
Passo 7
Calcular a concentração molar de
na amostra original (mol/L). Fórmula:
, com
da alíquota em litros:
Fazendo a divisão:
Interpretando: isso significa
, ou seja
.
Passo 8
Converter a concentração para
(ppm). Procedimento: multiplicar
por massa molar (g/mol) para obter g/L e depois converter para mg/L (1 g/L = 1000 mg/L). Assim:
Calculando:
Convertendo para mg/L:
Com arredondamento compatível com os dados (quatro algarismos significativos nas medidas), reporta-se: