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Equilíbrio de Complexação Titulação de Complexação 1 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br luanfonseca@alu.ufc.br Química Analítica Quantitativa II 2021.1 2 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 2 Questão 1 Calcule a concentração de cátion metálico, ligante e íon complexo formado após a mistura de 300 mL de KCN 3,0 mol L-1, 200 mL de Cd(NO3)2 1 mol L-1. Kf = 7,1 x 1018. 300 mL CN- 3,0 mol L-1 200 mL Cd+2 1 mol L-1 Cd2+ + 4CN- ⇌ [Cd(CN)4]2- Kf = [Cd(CN)4]-2 / [Cd+2] [CN-]4 A constante de formação é muito alta o que sugere a formação do íon complexo, assim espera-se que a [Cd+2] venha do equilíbrio nCd = 200 * 1 = 200 mmol nCN = 300* 3 = 900 mmol 3 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 3 Questão 1 Cd2+ + 4CN- ⇌ [Cd(CN)4]2- nCd = 200 * 1 = 200 mmol nCN = 300* 3 = 900 mmol Cd+2 4 CN- [Cd(CN)4]-2 Início 200 900 - Reação -200 - (4 * 200) +200 Reação 0 100 200 Equilíbrio * 100 / V 200 /V CN- = 100 mmol/ (200 + 300) mL = 100/500 = 0,2 M [Cd(CN)4]2- = 200 mmol/ (200 + 300) mL = 100/500 = 0,4 M Cd+2 =? 4 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 4 Questão 1 Cd2+ + 4CN- ⇌ [Cd(CN)4]2- Kf = [Cd(CN)4]-2 / [Cd+2] [CN-]4 CN- = 0,2 M [Cd(CN)4]2- = 0,4 M Cd+2 = Z Kf = [Cd(CN)4]-2 / [Cd+2] [CN-]4 7,1 x 1018 = 0,4 / Z (0,2)4 Z = 3,52 x 10-17 M CN- = 0,2 M [Cd(CN)4]2- = 0,4 M Cd+2 = 3,52 x 10-17 M 5 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 5 Questão 2 Um sistema Cu-NH3 é usualmente utilizado para se entender a distribuição de espécies complexadas no meio reacional, em certo pH constante a 25ºC, reage-se uma solução de Cu2+ 0,02 mol L-1 e uma concentração de amônia no equilíbrio igual a 0,2 mol L-1. Sabendo-se que o cobre tem número de coordenação 4 em amin-complexos e desprezando o equilíbrio de autocomplexação com a água, calcule a porcentagem de distribuição de cada complexo e do metal livre nesse determinado pH. K1= 1,3 x 10+3; K2= 3,2 x 10+3; K3= 7,9 x 10+4; K4= 1,3 x 10+2 0,2 M NH3 0,02 M Cu+2 Cu2+ + NH3 ⇌ [CuNH3]2+ [CuNH3]2++ NH3 ⇌ [Cu(NH3)2]2+ [Cu(NH3)2]2++ NH3 ⇌ [Cu(NH3)3]2+ [Cu(NH3)3]2++ NH3 ⇌ [Cu(NH3)4]2+ 6 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 6 Questão 2 Cu2+ + NH3 ⇌ [CuNH3]2+ [CuNH]2++ NH3 ⇌ [Cu(NH3)2]2+ [Cu(NH)2]2++ NH3 ⇌ [Cu(NH3)3]2+ [Cu(NH)3]2++ NH3 ⇌ [Cu(NH3)4]2+ αo = [Cu+2]/Cut K1 K2 K3 K4 Cut = Cu+2 + [CuNH]2+ + [Cu(NH)2]2+ + [Cu(NH)3]2+ + [Cu(NH)4]2+ αo = [Cu+2]/Cu+2 + [CuNH]2+ + [Cu(NH)2]2+ + [Cu(NH)3]2+ + [Cu(NH)4]2+ [Cu+2]/Cu+2 + K1 [Cu+2][NH3]+ K1K2[Cu+2][NH3]2 + K1K2K3[Cu+2][NH3]3 + K1K2K3K4[Cu+2][NH3]4 Rearranjando: αo = 1/ 1 + β1[NH3] + β2[NH3]2 + β3[NH3]3 + β4[NH3]4 7 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 7 Questão 2 αo = [Cu+2]/Cut αo = 1/ 1 + β1[NH3] + β2[NH3]2 + β3[NH3]3 + β4[NH3]4 = 1 / 1 + 1,3 x 103[0,2] + 4,16 x 106 [0,2]2 + 3,29 x 1011[0,2]3 + 4,27 x 10 13[0,2]4 = 1,41 x 10-11 α1 = [CuNH3]/Cut = αoβ1[NH3] = 1,41 x 10-11 * 1,3 x 103[0,2] = 3,67 x 10-9 α2 = [Cu(NH3)2]/Cut = αoβ2[NH3]2 = 1,41 x 10-11 * 4,16 x 106 [0,2]2 = 2,35 x 10-6 α3 = [Cu(NH3)3]/Cut = αoβ3[NH3]3 = 1,41 x 10-11 * 3,29 x 1011[0,2]3 = 0,037 α4 = [Cu(NH3)4]/Cut = αoβ4[NH3]4 = 1,41 x 10-11 * 4,27 x 10 13[0,2]4 = 0,96 β 1 = K1 = 1,3 x 103 β 2 = K1 * K2 = 1,3 x 103 * 3,2 x 10 3 = 4,16 x 106 β3 = K1 * K2 * K3 = 1,3 x 103 * 3,2 x 10 3 * 7,9 x 104 = 3,29 x 1011 β4 = K1 * K2 * K3 * K4 = 1,3 x 103 * 3,2 x 10 3 * 7,9 x 104 * 1,3 * 102 = 4,27 x 10 13 8 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 8 Questão 2 %α0 = 1,41 x 10-11 * 100 = 1,41x 10-9 %α1 = 3,67 x 10-9 * 100 = 3,67 x 10-7 %α2 = 2,35 x 10-6 *100 = 2,37 x 10-4 %α3 = 0,037 * 100 = 3,7 %α4 = 0,96 * 100 = 96% 9 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 9 Questão 3 O papel fisiológico do ácido fítico nas plantas consiste na reserva de fósforo e energia. Atua também como um imobilizador de cátions multivalentes, necessários para o controle do processo celular, e como regulador dos níveis de fosfato inorgânico (COSGROVE, 1963). Quirrenbach, et. al., (2009), estudaram a interação do ácido fítico como agente quelante na presença de íons Fe (II) e Fe (III). Abaixo pode se observar o gráfico de distribuição das espécies queladas. 10 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 10 Questão 3 O pH do intestino está compreendido na faixa de pH entre 7,1 a 7,5. Ao se sintetizar um complexo de Ácido Fítico-Fe(II) em pH semelhante ao intestino qual espécie estará em maior quantidade? MH4L 11 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 11 Questão 3 Quais as espécies prioritárias em pH fortemente alcalino? O que sugere a curva de formação para o complexo ML? MHL; ML 12 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 12 Questão 4 Qual a concentração de Zn2+ em uma solução de 10-4 mol L-1 de Zn(NO3)2 e 0,03 mol L-1 de NH3 não complexada com pH = 8,0. Dado Ka(NH4+) = 5,5 x 10-10, K1 = 151,36; K2= 181,97; K3 = 199,53; K4 = 91,20. Zn2+ + NH3 ⇌ [ZnNH3]2+ [Zn(NH3)]2++ NH3 ⇌ [Zn(NH3)2]2+ [Zn(NH3)2]2++ NH3 ⇌ [Zn(NH3)3]2+ [Zn(NH3)3]2++ NH3 ⇌ [Zn(NH3)4]2+ NH4 ⇌ NH3 + H+ αo = [Zn+2]/Znt αo = 1/ 1 + β1[NH3] + β2[NH3]2 + β3[NH3]3 + β4[NH3]4 NH3 é afetada pelo pH 13 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 13 Questão 4 NH4 ⇌ NH3 + H+ Ka = [NH3][H+] / NH4+ αo = [Zn+2]/Znt αo = 1/ 1 + β1[NH3] + β2[NH3]2 + β3[NH3]3 + β4[NH3]4 Para a amônia: [NH3] = αNH3Ct αNH3 = [NH3]/NH3t = [NH3] / [NH3] + [NH4]+ = [NH3] / [NH3] + ([NH3][H+]/Ka) = [NH3] / [NH3] (1 + ([H+]/Ka) = 1/ 1 + ([H+]/Ka) Para pH = 8,0 αNH3 = 1/1+ ([10-8]/5,5 x 10-10) = 5,21 x 10-2 Assim: [NH3] = αNH3Ct = 0,03 * 5,21 x 10-2 = 1,56 x 10-3 14 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 14 Questão 4 αo = 1/ 1 + β1[NH3] + β2[NH3]2 + β3[NH3]3 + β4[NH3]4 β 1 = K1 = 151,56 β 2 = K1 * K2 = 151,56 * 181,97= 2,76 x 104 β3 = K1 * K2 * K3 = 151,56 * 181,97 * 199,53= 5,5 x 106 β4 = K1 * K2 * K3 * K4 = 151,56 * 181,97 * 199,53 * 91,20= 5,02 x 108 αo = 1/ 1 + 151,56 * 1,56 x 10-3 + 2,76 x 104 (1,56 x 10-3)2 + 5,5 x 106 (1,56 x 10-3)3 + 5,02 x 108 (1,56 x 10-3)4 = 0,752 [Zn+2] = αoCt = 0,752 * 10-4 = 7,52 x 10-5 M 1,71 x 10-7 Sem levar em consideração a protonação da amônia ~ 30% de erro 15 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 15 Questão 5 Dada uma reação global de formação de complexos M +nL ⇌ MLn com uma constante de formação global de βn, mostre que a seguinte relação é válida: log βn = pM + npL - pMLn Aplicando-se log dos dois lados 16 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 16 Questão 5 Aplicando-se propriedade de logaritmos Lembrando que a função p = -log 17 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 17 Questão 6 A constante de formação condicional ou de formação efetiva é comumente utilizada para se levar em consideração fatores externos como o pH do meio, ou adição de um complexante auxiliar na constante padrão de formação de complexos Sabendo que podemos expressar a constante condicional como: Onde as constantes A são os somatórios das espécies em solução influenciadas pelos fatores externos. Sabendo disso prove que a seguinte relação é válida: 18 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 18 Questão 6 Essa expressão representa K Aplicando log nos dois lados 19 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 19 Questão 7 Tampões metálicos são soluções que contém um íon metálico e um reagente complexante (em excesso) e servem para manter a concentração livre de íons metálicos em um valor estável. Sabendo disso a) calcule a concentração de Mg2+ livre no equilíbrio quando se tem uma solução contendo Mg2+ 0,010 M e EDTA 0,020 M. O sistema foi tamponado em pH 10 utilizando NH3 0,1 M. Mg+2 0,010 M NH3 0,1 M pH = 10 EDTA 0,020 M = 8,69 - 0,450 – 0,076 + 0 Log K’= 108,16 20 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 20 Questão 7 M L [ML] Início 0,010 0,020 - Reação -0,010 - 0,010 +0,010 Reação 0 0,010 0,010 Equilíbrio * 0,010 / V 0,010/V [M] = [ML] / 108,16 [L] [M] = (0,010/V) / 108,16 (0,010/V) = 10-8,16 21 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 21 Questão 7 [M]’ = [Mg+2]ANH3 [Mg+2] = [M]’/ANH3 [Mg+2] = [10-8,16]’/100,76 [Mg+2] = 10-8,24 ~ 5,75 x 10-9 M [Mg+2] = 5,75 x 10-9 M 22 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 22 Questão 7 Mg+2 0,010 M EDTA 0,020 M [ML]’ = 108,16 [M]’[L’] NH3 0,1 M pH = 10 0,001 M de Mg+2 b) Caso seja adicionado 0,001 M de Mg+2 qual o novo valor de íon livre? Assim: [ML]’ = 0,011 [L]’ = 0,020 – [ML]’ = 0,020 – 0,011 = 0,009 [M]’ = [ML]’ / 108,16 [L]’ = = 0,011 / 1,45 x 108 (0,009) = 8,46 x 10-9 [M]’ = [Mg+2]ANH3 [Mg+2] = [M]’/ANH3 [Mg+2] = 10-8,07/100,076 [Mg+2] = 10-8,15 ~ 7,08 x 10-9 M 23 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 23 Questão 7 Mg+2 0,010 M EDTA 0,020 M Antes de Adição de Mg+2 [Mg+2] = 5,75 x 10-9 M Após a adição de 0,001 M de Mg+2 [Mg+2] = 7,08 x 10-9 Diferença: 1,33 x 10-9 Quantidade adicionada: 10-3 NH3 0,1 M pH = 10 0,001 M de Mg+2 c) Mostre que essa solução é um tampão metálico. 24 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 24 Questão 8 A prata pode ser removida de uma solução pela adição de íons cloreto, esse processo é bem conhecido e aplicado em química qualitativa para a identificação de íons prata, no entanto, devido à baixa solubilidade de outros haletos em meio de cloreto, frequentemente se utiliza um artifício que consiste em solubilizar AgCl em meio amoniacal. Dadas as equações: AgCl ⇌ Ag+ + Cl Kps = 1,8 x10-10 Ag+ + NH3 ⇌ [AgNH3]+ K1 = 2,0 x 104 [AgNH3]+ +NH3 ⇌ [Ag(NH3)2]+ K2 = 7,9 x 103 β 1 = K1 = 2,0 x 104 β 2 = K1 * K2 = 2,0 x 104 * 7,9 x 103 = 1,58 x 108 25 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 25 Questão 8 AgCl ⇌ Ag+ + Cl Kps = 1,8 x10-10 Ag+ + NH3 ⇌ [AgNH3]+ K1 = 2,0 x 104 [AgNH3]+ +NH3 ⇌ [Ag(NH3)2]+ K2 = 7,9 x 103 AgCl + [NH3]2 ⇌ [Ag(NH3)2]+ + Cl- K’= 2,84 x 10-2 AgCl + [NH3]2 ⇌ [Ag(NH3)2]+ + Cl- K’= 2,84 x 10-2 K’ = S2/[NH3]2 S2 = 2,84 x 10-2 * (1,5)2 S = 0,25 M 26 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 26 Questão 9 Um cuidado deve ser tomado ao se realizar a análise qualitativa de Ag+, o composto AgCl formado é insolúvel, contudo, o excesso de íon Cl- pode solubilizar o precipitado devido a formação de complexos. Um analista resolveu observar essa tendência e anotou o valor solubilidade de AgCl enquanto adicionava-se mais Cl- ao meio e traçou o gráfico abaixo: AgCl ⇌ Ag+ + Cl Kps = 1,8 x10-10 AgCl+ Cl- ⇌ [AgCl2]- K1 = 1,1 x 103 [AgCl2]- +Cl- ⇌ [AgCl3]2- K2 = 1,0 x 102 27 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 27 Questão 9 AgCl(s) ⇌ Ag+ + Cl- Kps = 1,8 x10-10 Ag++ Cl- ⇌ AgCl(aq) K1 = 1,1 x 103 AgCl(aq) + Cl- ⇌ [AgCl2]- K2 = 1,0 x 102 AgCl(s) + Cl- ⇌ [AgCl2]- K’ = 1,98 x 10-5 K’ = (S)/([Cl-]) S = K’ (2x10-3) S = 3,96 x 10-8 Calcule a solubilidade do AgCl após a adição de 2 x 10-3 M de Cl- 28 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 28 Questão 9 alcule a concentração de íons cloreto para que a solubilidade do AgCl ser mínima, sabendo que o gráfico acima foi feito utilizando a seguinte expressão: s = Kps/[Cl] (1 + β1Kps + Kpsβ2[Cl-]). (Dica: Pontos mínimos de funções são encontrados quando a primeira derivada da função é 0, ou seja: ds/d[Cl]=0 Derivar: ds/d[Cl]; Termos onde não exista Cl- são constantes em relação a ele e portanto a derivada é 0. Nos demais pode-se aplicar a regra simples de se multiplicar por xn-1, no caso por [Cl-]n-1 ds/d[Cl] = (Kps/[Cl]) * ( [Cl]-1 )(1(0) + β1Kps(0)+ Kpsβ2[Cl-] * ([Cl]-1)). ds/d[Cl] = -Kps/[Cl-]2 + Kpsβ2 Equação derivada: 29 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 29 Questão 9 ds/d[Cl] = -Kps/[Cl-]2 + Kpsβ2 No ponto mínimo a derivada é zero: 0= -Kps/[Cl-]2 + Kpsβ2 Kps/[Cl-]2 = Kpsβ2 [Cl-]2 =1/ β2 [Cl-]2 = 1/ 1,10 x 105 [Cl-] = 3,02 x 10-3 M 30 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 30 Questão 11 Uma solução de EDTA foi preparada pela dissolução de 1,0 g de Na2H2Y. xH2O (336,21 + n18) em 500 mL e padronizado contra alíquotas de 50 mL de Zn+2 0,003 M. Utilizou-se um volume médio de 31,5 mL nas titulações. Calcule o número de mols de água presentes na amostra de EDTA e expresse a pureza desse sal desidratado. CV EDTA V = 31,5 mL Zn+2 0,003 M V = 50 mL 1,0 g de Na2H2Y . xH2O Zn+2 + EDTA [ZnEDTA]+2 nZn+2 = nEDTA 0,003 x 50 = Μ x 31,5 mL 0,15 mmol = M x 31,5 mL M = 4,76 x 10-3 M 31 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 31 Questão 11 M = m/MM x V 4,76 x 10-3 = 1 / MM x 0,5 2,38x10-3 MM = 1 MM = 420 g/mol MM = 336,21 + n18 420 = 336,21 + n18 n = 4,6 ~ 4 mols de água 1 mol de Na2H2Y ------ 336,21 0,0015 mol ------- Y Y = 5,04 5,04 ------ 100% 1,0------ z Z = 19,8% de impurezas Pureza = 100 – 19,8 = 80,2 32 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 32 Questão 11 420 ------ 100% 83,8 ------ z Z = 19,95g Pureza = 100 – 19,95 Pureza = 80,1 % de pureza 33 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 33 Questão 12 Uma amostra de massa de 1,509 g de uma liga Pb/Cd foi dissolvida em ácido e diluído exatamente para 250,0 mL em um balão volumétrico. Uma alíquota de 50,00 mL da solução diluída foi levada para pH 10,0 com um tampão amoniacal; a subsequente titulação envolveu os dois cátions e requereu 28,89 mL de EDTA 0,06950 M. Uma segunda alíquota de 50,00 mL foi levada a pH 10,0 com um tampão HCN/NaCN que também mascarou o Cd2+; foram necessários 11,56 mL da solução de EDTA para titular o Pb2+. Calcule as porcentagens de Pb e Cd na amostra. CV 1,509 g Pb/Cd 250 mL EDTA 0,06950 M V = 28,89 mL 50 mL Pb + Cd CV Pb 50 mL EDTA 0,06950 M V = 11,56 mL I II 34 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 34 Questão 12 CV EDTA 0,06950 M V = 28,89 mL 50 mL Pb + Cd CV Pb 50 mL EDTA 0,06950 M V = 11,56 mL I II nPb+Cd = nEDTA nT = 0,06950 * 28,89 nT = 2,01 mmol nPb = nEDTA nPb = 0,06950 * 11,56 nPb = 0,803 mmol nT = nPb + nCd 2,01 = 0,803 + nCd nCd = 1,21 mmol III IV Pb 0,803 mmol ------ 50 mL X ------ 250 mL X = 4,02 mmol de Pb V Cd 1,21 mmol ------ 50 mL X ------ 250 mL X = 6,05 mmol de Pb 35 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 35 Questão 12 I Pb 1 mol ------ 207,2 g 4,02 mmol ------ x X = 833 mg = 0,833 g III Porcentagem de Pb 1,509 g ------ 100 % 0,833 g ------ y y = 55,2% II Cd 1 mol ------ 112,41 g 6,05 mmol ------ x X = 680 mg = 0,680 g IV Porcentagem de Cd 1,509 g ------ 100 % 0,680 g ------ y y = 45,10% 36 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 36 Questão 13 O Tl em uma amostra de 9,76 g de raticida foi oxidado a um estado trivalente e tratado com excesso não medido de solução de Mg/EDTA, seguindo a reação: Tl+3 + MgY2- TlY- + Mg+2 A titulação do Mg+2 liberado requereu 13,34 mL de EDTA 0,03560 M. Calcule a porcentagem de Tl2SO4 (504,8 g mol-1) CV EDTA 0,03560 M V = 13,34 mL Mg+2 9,76 g de raticida Mg/EDTA Excesso n EDTA = nMg+2 nMg+2 = 0,03560 * 13,34 nMg+2 = 0,475 mmol nMg2+ = nTl+3 n Tl+3 = 0,475 mmol 37 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 37 Questão 13 1 mol de Tl2SO4 ----- 2 mol de Tl Então 504,8 g de Tl2SO4 ------ 2 x 204 g de Tl X -------- 0,0969 X = 0,120 g n = M/MM 0,475 mmol = m/204 m = 96,9 mg ~ 0,0969 g de Tl 9,76 g ---- 100% 0,120 ----x X = 1,23% 38 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 38 Questão 14 Geralmente o teor de sulfato em amostras de sais impuros pode ser determinado por meio de uma titulação indireta com EDTA. Uma amostra de 0,4520 g de um sulfato solúvel foi dissolvida,acidulada com ácido nítrico, e a esta solução foi adicionada excesso de uma solução de nitrato de chumbo. O PbSO4 precipitado foi filtrado, lavado e depois dissolvido em uma solução contendo amônia pela adição de 50,00 mL de EDTA 0,01 M. O Excesso de EDTA foi titulado em pH 10 com 10,50 mL de uma solução padrão de Zn2+ 0,001 M. Qual a porcentagem m m-1 de sulfato na amostra real? CV Zn+2 0,001 M V = 10,50 mL 0,4520g de SO4-2 Excesso de Pb + 50 mL EDTA 0,01 M SO4-2 + Pb+2 -------- PbSO4 Pb+2 + EDTA --------- [PbEDTA]+2 + EDTAexcesso EDTAexcesso + Zn+2 -------- [ZnEDTA]+2 39 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 39 Questão 14 SO4-2 + Pb+2 -------- PbSO4 Pb+2 + EDTA --------- [PbEDTA]+2 + EDTAexcesso EDTAexcesso + Zn+2 -------- [ZnEDTA]+2 I nt EDTA = 50 x 0,01 = 0,5 mmol II nexcesso EDTA = n Zn nexcesso EDTA = 10,50 x 0,001 nexcesso EDTA = 0,0105 mmol III nt EDTA = nreagiu + nexcesso 0,5 = nreagiu + 0,0105 nreagiu = 0,49 mmol IV nreagiu = nPb+2 = nSO4-2 nSO4-2 = 0,49 mmol 1 mol SO4-2 -------- 96 g 0,49 mmol --------- x X = 47 mg V 0,047 g ----- 0,4520 g x ----- 100g X = 10,4 g/100g 10,4 % m m-1 40 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 40 Questão 15 A concentração normal de cálcio no soro sanguíneo é de 9 a 10 mg de Ca por 100 mL de soro. Se 1,00 mL de soro foi convenientemente tratada e depois titulada com solução padrão de EDTA 1,500 mmol L-1 para se determinar o teor de cálcio presente, gastando-se 3,25 mL para atingir o equilíbrio. Nessas condições expresse a % m v-1 de cálcio na amostra de soro CV EDTA 1,5 mM V = 3,25 mL 1 mL de soro nCa = nEDTA nCa = 1,5 x 10-3 x 3,25 nCa = 4,88 x10-3 mmol 1 mol Ca ------ 40 g 4,88 x 10-6 mol ------x X = 1,95 x 10-4 g ----- 1 mL y ------------100 mL Y = 0,0195% m v-1 de Ca ~19,5 mg/100 mL 41 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 41 Questão 16 O latão é uma liga formada por chumbo, zinco, cobre e estanho. Certa amostra de 0,3284 g de latão foi dissolvida em ácido nítrico. O SnO2 .10H2O formado foi separado por filtração, lavado e as águas de filtragem foram combinadas e diluídas a 500,0 mL. Uma alíquota de 10,0 mL foi adequadamente tamponada pra titulação de cobre, chumbo e zinco dessa alíquota requereu 37,56 mL de EDTA 0,002500 mol L-1. O cobre da alíquota de 25,00 mL foi mascarado com tiossulfato; o chumbo e o zinco foram então titulados com 27,67 mL da solução de EDTA. O íon cianeto foi utilizado para mascarar o cobre e o zinco em uma alíquota de 100 mL e foram necessários 10,80 mL da solução de EDTA para titular o íon chumbo. Determine a composição da amostra. (Admita que o latão é puro, formado apenas dos metais descritos.) 42 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 42 Questão 16 CV 0,3284 g de latão CV I HNO3 SnO2.H2O 500 mL 10 mL Cu + Zn + Pb EDTA 0,0025 M V =37,56 mL II 25 mL Zn + Pb EDTA 0,0025 M V = 27, 67 mL CV III EDTA 0,0025 M V = 10,80mL 100 mL Pb I nt = nEDTA nt = 0,0025 * 37,56 nt = 0,0939 mmol -------- 10 mL X -------- 500 mL X = 4,7 mmol II n(Zn + Pb) = nEDTA nt = 0,0025 * 27,67 nt = 0,0692 mmol -------- 25 mL X -------- 500 mL X = 1,38 mmol III nPb = nEDTA nt = 0,0025 * 10,80 nt = 0,0270 mmol --------100mL X -------- 500 mL X = 0,135 mmol 43 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 43 Questão 16 I n(Zn + Pb) = 1,38 mmol nZn = 1,38 – 0,135 nZn = 1,25 II nt= 4,7 mmol nCu + n(Zn + Pb) = 4,7 mmol nCu = 4,7 – 1,38 nCu = 3,32 mmol IV %Cu 1 mol ------ 63,5 g 3,32 mmol -----x X = 211 mg ~ 0,211 g 0,3284g ------ 100% 0,211 ----- y Y = 64,3 % % Zn 1 mol ------ 65,3 g 1,25 mmol -----x X = 81,6 mg ~ 0,0816 g 0,3284g ------ 100% 0,0816---- y Y = 24,9 % % Pb 1 mol ------ 207,2 g 0,135mmol -----x X = 28mg ~ 0,028 g 0,3284g ------ 100% 0,028----- y Y = 8,5 % % Sn % Cu + Zn + Pb + Sn = 100% % Sn = 100 - 97,7 % Sn = 2,3% 44 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 44 Questão 17 Uma alíquota de 50,00 mL de uma solução contendo Ferro(II) e Ferro(III) requereu 13,73 mL de EDTA 0,01200 mol L-1 quando titulados em pH 2,0 e 29,62 mL quando titulados em pH 6,0. Expresse a concentração da solução em ppm dos solutos. CV EDTA 0,012 M V = 13,73 mL pH =2 50 mL Fe(III) CV EDTA 0,012 M V = 29,62 mL pH =6 50 mL Fe(II) + Fe(III) 45 Laboratório de Estudos em Química Aplicada www.leqa.ufc.br 45 Questão 17 n(Fe(II) + Fe(III) = nEDTApH6+ n(Fe(II) + Fe(III)) = 29,62 * 0,012 nT = 0,355 n(Fe(III) = nEDTApH2 nFe(III) = 13,73 * 0,012 nT = 0,165 n(Fe(II) + Fe(III) = 0,355 nFe(II) = 0,355 – 0,165 nT = 0,190 mmol I II III IV Fe(II) 1 mol Fe ----- 55,8 g 0,190 mmol -----x X = 10,6 mg ------ 50 mL Y ---- 1000 mL Y = 212 ppm (mg/L) Fe(III) 1 mol Fe ----- 55,8 g 0,165 mmol -----x X = 9,21 mg ------ 50 mL Y ---- 1000 mL Y = 184 ppm (mg/L)
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