( 2,0 pontos) Uma amostra de
de água foi acondicionada a pH 10 e titulada com uma solução padrão de EDTA
consumindo um volume médio de
. Outra aliquota de igual volume da amostra de água foi fortemente alcalinizada (pH 12) para precipitar o
como
. A titulação desta aliquota com um indicador específico para
gastou
de EDTA. Dados:
. Calcule a dureza total da água analisada.
Passo 1
O enunciado pede para calcular a dureza total da água analisada. Dados fornecidos (copiados do enunciado):
Massa molar fornecida:
O que se pede: calcular a dureza total da água (normalmente expressa em
como
).
Passo 2
Entendimento do procedimento químico e da estequiometria (aula rápida e prática):
- O EDTA forma complexos 1:1 (mol/mol) com íons divalentes como
e . Isso significa que 1 mol de EDTA titula 1 mol de ou 1 mol de . - Na titulação a pH 10 titula-se a soma
. Na alíquota a pH 12 o foi precipitado como , então o EDTA consumido ali titula apenas . - Portanto:
onde cada
é o número de mols titulado por EDTA.
- Fórmula para número de mols de EDTA gasto:
onde
é a concentração do EDTA (em
) e
é o volume gasto em litros (
). Sempre converta
para
dividindo por
.
- Para expressar dureza como
de , usamos que 1 mol de íon divalente (Ca ou Mg) equivale a 1 mol de em termos de equivalência (ambos são carga por fórmula). Logo:
onde
=
,. Em prática isso dá:
Passo 3
Calcular o número de mols de EDTA (portanto mols de íons) para a titulação total:
Converter em litros:
.
Converter
Passo 4
Calcular o número de mols de EDTA (portanto mols de
) na segunda titulação:
Converter em litros:
.
Converter
Passo 5
Determinar os mols de
pela diferença:
Passo 6
Converter os mols de cada íon para concentração por litro da amostra (a alíquota tem volume
):
Concentração total de íons divalentes:
Passo 7
Converter a concentração total de mol/L para
como
. Usamos
=
).
Podemos também separar as contribuições para ver clareza:
Soma:
.
Passo 8
Arredondamento e interpretação final: com os dados (3 algarismos significativos nos volumes e na concentração do EDTA), a dureza total fica razoavelmente indicada com três algarismos:
como
. É uma água de dureza muito alta (só como comentário: águas acima de
já são consideradas muito duras).