Uma solução foi preparada pela mistura de
de
e
de EDTA
e tamponada a pH 3 calcule:
A concentração de equilíbrio de
. (Vale 0,5 pto)
A concentração de equilíbrio de
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma mistura de 50,00 mL de uma solução de íon
com concentração de
e 50,00 mL de EDTA com concentração de
. Essa mistura foi tamponada a pH 3. A pergunta é: qual é a concentração de equilíbrio de
nessa solução? Para resolver isso, vamos precisar entender sobre:
- Equilíbrio químico: como as substâncias reagem e se estabilizam.
- Formação de complexos: como o
se liga ao EDTA. - Equilíbrio ácido-base: já que estamos lidando com pH e protonação do EDTA.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular as concentrações iniciais de
e EDTA após a mistura. Como estamos misturando volumes iguais (50 mL + 50 mL = 100 mL), a concentração de cada solução será dividida por 2.
-
Concentração inicial de
: -
Concentração inicial de EDTA:
Passo 3
Agora, vamos pensar na reação entre
e EDTA. A equação de formação do complexo é:
A constante de formação desse complexo é super alta:
. Isso significa que praticamente todo o
vai se ligar ao EDTA, formando
.
Passo 4
Considerando essa alta constante, podemos assumir que a quantidade de
livre no equilíbrio será quase zero. Então, a concentração de
será aproximadamente igual à concentração inicial de
, que é
.
Passo 5
Porém, precisamos levar em conta o pH da solução. O EDTA tem várias constantes de dissociação (
a
) que indicam como ele se protona dependendo do pH. A pH 3 está entre
e
, o que significa que parte do EDTA está protonada e menos disponível para formar complexos com
.
Passo 6
Apesar disso, dado que
é tão grande, a maioria do
ainda vai se ligar ao EDTA disponível. A protonação reduz um pouco a quantidade de EDTA ativo, mas não o suficiente para afetar significativamente a complexação do
.
Passo 7
Para calcular exatamente a concentração de
no equilíbrio, usamos a relação da constante de formação:
Rearranjando para encontrar
:
Assumindo que quase todo o
formou o complexo, e considerando que a quantidade de
é muito maior devido à diluição, a concentração de
livre será extremamente pequena, praticamente zero.
Resposta
A concentração de equilíbrio de
é aproximadamente
.