Exercícios Resolvidos de Titulação de Complexação

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Enunciado

(Adaptado) Considere a titulação de 50,00   m L d e S r 2 +   0,01000   m o l   L - 1 com EDTA

0,02000   m o l   L - 1 em uma solução tamponada em p H   11,0 . Calcular os valores de   p S r

após a adição de 0,00 ;   10,00 ;   24,90 ;   25,00   e   25,10 de titulante.

Dados: α 4 = 0,85 ; K S r Y 2 - = 4,3 × 10 8 .

Passo 1

Temos uma titulação de S r 2 + 0,01000   m o l   L - 1 com EDTA 0,02000   m o l   L - 1 , a reação química envolvida é:

S r 2 + + Y 4 - → S r Y 2 -

O primeiro passo é calcular a constante de formação condicional:

K S r Y 2 - ' = K S r Y 2 - × α 4

O problema nos da α 4 = 0,85   e   K S r Y 2 - = 4,3 × 10 8 , vamos calcular então:

K S r Y 2 - ' = 4,3 × 10 8 × 0,85 = 3,7 × 10 8

Daqui pra frente a gente vai calcular o p S r para vários volumes de EDTA adicionado, então a gente precisa descobrir onde acontece o ponto de equivalência, para saber que tipo de cálculo empregar em cada caso:

V E D T A = V S r 2 + c S r 2 + c E D T A

Substituindo os dados, achamos:

V E D T A = 50,00   m L × 0,01000   m o l   L - 1 0,02000   m o l   L - 1 = 25,00   m L

O primeiro ponto que o problema pede é antes da adição de qualquer volume de EDTA, se a gente conhece a concentração da solução de S r 2 + que é igual a 0,01000   m o l   L - 1 , já podemos calcular o p S r para esse ponto!

Sabendo que:

p S r = - log ⁡ S r 2 +

Substituindo:

p S r = - 0,01000 = 2

Passo 2

Agora a gente quer o p S r para depois da adição de 10,00   m L de EDTA, esse ponto é antes do ponto de equivalência, logo temos que achar a concentração restante de S r 2 + , para isso fazemos:

S r 2 + = S r 2 + i n i c i a l × V S r 2 + -   E D T A × V E D T A V S r 2 + + V E D T A

Substituindo:

S r 2 + = 0,01000   m o l   L - 1 × 50,00   m L - 0,02000   m o l   L - 1 × 10,00   m L 50,00   m L + 10,00   m L

S r 2 + = 5,000 × 10 - 3

Agora é só calcular o p S r :

p S r = - 5,000 × 10 - 3 = 2,30

Passo 3

Para o V E D T A = 24,90   m L ainda estamos antes do P.E. então o cálculo é igualzinho ao passo anterior, só mudamos o volume de EDTA adicionado, então:

S r 2 + = 0,01000   m o l   L - 1 × 50,00   m L - 0,02000   m o l   L - 1 × 24,90   m L 50,00   m L + 24,90   m L

Achamos:

S r 2 + = 2,67 × 10 - 5

E calculamos o p S r :

p S r = - 2,67 × 10 - 5 = 4,57

Passo 4

Agora o volume de titulante adicionado é 25,00   m L , então estamos no ponto de equivalência!

A concentração de S r 2 + , pode ser calculada por:

S r 2 + = S r Y 2 - K S r Y 2 - '

A se todo o S r 2 + reagiu, então podemos calcular a concentração do complexo considerando a concentração do íon original:

S r Y 2 - = S r 2 + × V S r 2 + V T

Substituindo e calculando:

S r Y 2 - = 0,01000   m o l   L - 1 × 50,00   m L 50,00   m L + 25,00   m L = 6,667 × 10 - 3   m o l   L - 1

Agora podemos calcular a concentração do íon:

S r 2 + = 6,667 × 10 - 3 3,7 × 10 8 = 4,24 × 10 - 6   m o l   L - 1

E por fim o p S r :

p S r = - 4,24 × 10 - 6 = 5 , 37

Passo 5

Depois do ponto de equivalência a concentração do S r 2 + vem da dissociação do complexo, então podemos calcular:

S r 2 + = c S r Y 2 - c E D T A × K S r Y 2 - '  

Calculamos a concentração do S r Y 2 - :

c S r Y 2 - = 0,01000   m o l   L - 1 × 50,00   m L 50,00   m L + 25,10   m L = 6,6 67 × 10 - 3

E então substituimos para calcular a concentração do íon:

S r 2 + = 6,667 × 10 - 3   m o l   L - 1 0,02000   m o l   L - 1 × 4,3 × 10 8 = 7,74 × 10 - 10  

E finalmente o p S r :

p S r = - 7,74 × 10 - 10   = 9,11

Uhuuuul!!!

Resposta

V E D T A = 0,00   m L ;   p S r = 2

V E D T A = 10 , 00   m L ;   p S r = 2,30

V E D T A = 24 , 9 0   m L ;   p S r = 4,57

V E D T A = 25,00   m L ;   p S r = 5,37

V E D T A = 25,10   m L ;   p S r = 9,11

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