aula-7-Volumetria-de-Complexação-2011.11

Embed Size (px)

Citation preview

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    1/38

    1

    TITULAES PORCOMPLEXAO

    1 semestre 2011

    Profa. Maria Auxiliadora Costa Matos

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    2/38

    2

    TITULAES POR COMPLEXAO

    M (aq) + L (aq) ML(aq)on Metlico

    (cido de Lewis)Ligante

    (base de Lewis)Complexo

    Os ons metlicos so cidos de Lewis, receptores de pares de eltrons de um ligantedoador de eltrons que so base de Lewis.

    Ligante um on ou molcula que forma uma ligao covalente com um ction ou atmometlico neutro por meio da doao de um par de eletrons que compartilhado porambos.

    Volumetria de complexao ou titulaes por complexao so titulaes queenvolvem reaes de formao de complexos.

    Um on metlico reage com ligante formando um complexo suficientemente estvel.

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    3/38

    3

    LIGANTE MONODENTADO & LIGANTE MULTIDENTADO

    Ligante que se liga a um on por um grupo contido na sua estrutura chamado de ligantemonodentado ou unidentado - 1 ligao por ligante

    Ligante que se liga a um on por dois ou mais grupos contido na sua estrutura chamadode ligante multidentado ou quelante - 2 ou mais ligaes por ligante

    Ex. ligantes inorgnicos monodentados: gua, amnia, cianeto e ons haletos

    Aminocomplexos: [Ag(NH3)2]+ diaminprata ou diaminoargentato de prata

    Complexos de cianeto: [Fe(CN)6]-3 hexacianoferrato (III)

    Aquocomplexos: [Al(H2O)6]+3 hexaquoaluminatoHidroxicomplexos: [Zn(OH)4]-2 tetrahidroxizincato

    Complexos de halogenetos: [AgCl2]- dicloroargentato

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    4/38

    4

    Ex. ligantes bidentado: etilenodiamino H2NCH2CH2NCH2

    Ex. ligantes tridentado: ATP (adenosina tripfosfato)

    Ex. ligantes hexadentado: etilenodiaminotetractico (EDTA)

    Quelato um complexo cclico formado por um ction ligado pordois ou mais grupos contido em um nico ligante

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    5/38

    5

    EQULBRIO DE COMPLEXAO

    Constantes de equilibrio para as reaes de formao dos complexos so chamadas deConstantes de Formao (Kf) ou Constantes de Estabilidade (Kest).

    M (aq) + L (aq) ML(aq) KKKKffff=

    As reaes de complexao ocorrem em etapas, a medida que os ligantes unidentados soadicionados, at que o nmero mximo de coordenao do ction seja satisfeito:

    M (aq) + L (aq) ML(aq)ML (aq) + L (aq) ML 2(aq)ML 2(aq) + L (aq) ML 3 (aq)

    ML n-1(aq) + L (aq) ML n (aq)

    [M][L][ML]

    Nmero de coordenao representa o nmero de espaos disponveis emtorno do tomo ou on central na chamada esfera de coordenao, que pode

    ser ocupado por um ligante (monodentado).

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    6/38

    6

    CONSTANTES DE FORMAO GLOBAL

    Constantes de Formao Globais () ou constantes de formao acumulativas so asconstantes relacionadas aos equilbrios resultante da soma das etapas individuais daformao dos complexos.

    M (aq) + L (aq) ML(aq) 1111 =KKKKf 1f 1f 1f 1 =

    M (aq) + 2L (aq) ML 2(aq) 2222 = KKKKf1f1f1f1 KKKKf 2f 2f 2f 2 =

    M (aq) + 3L (aq) ML 3 (aq) 3333 = KKKKf1f1f1f1 KKKKf 2f 2f 2f 2KKKKf 3f 3f 3f 3 =

    M (aq) + nL (aq) ML n (aq) nnnn = KKKKf1f1f1f1 KKKKf 2f 2f 2f 2KKKKf nf nf nf n =

    o produto dasKKKKffff individuais.

    [M][L][ML]

    [M][L]2[ML2]

    [M][L]3[ML3]

    [M][L]n[MLn]

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    7/38

    7

    VALORES DE

    a frao da concentrao total do metal que existe em determinada forma.

    [M]CM

    M= frao do total de metal presente no equilbrio na forma de metal livre

    [ML]CM

    ML= frao do total de metal presente no equilbrio na forma de ML

    [ML2]CM

    ML2

    frao do total de metal presente no equilbrio na forma de ML2

    [MLn]CMMn= frao do total de metal presente no equilbrio na forma de MLn

    CM = [M] + [ML] + [ML2] + [ML3] + . . . + [MLn]

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    8/38

    8

    VALORES DE PARA COMPLEXOS METALICOS

    nn

    n

    n

    ML

    n

    n

    ML

    n

    n

    ML

    n

    n

    M

    LLLL

    L

    LLLLL

    LLLL

    LLLLL

    n ][....][][][1

    ][

    ][....][][][1][

    ][....][][][1

    ][][....][][][1

    1

    33

    221

    3

    3

    2

    21

    2

    2

    3

    3

    2

    21

    1

    3

    3

    2

    21

    2

    +++++=

    +++++=

    +++++=

    +++++

    =

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    9/38

    9

    COMPLEXOS COM LIGANTES PRTICOS

    Os ligantes podem sofrer reaes laterais e uma das reaes mais comuns aprotonao do ligante que apresenta um carter cido base.

    HnL (aq) n H+(aq) + L-(aq)

    (cido conjugado) Ligante(base de conjugada)

    M (aq) + L (aq) ML(aq)

    Diminui a eficcia do

    agente complexante (L).

    Efeito do pH

    A adio de cido a soluo quecontm M e L reduz a concentraode L livre disponvel para formarcomplexo com M.

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    10/38

    10

    CONSTANTES DE FORMAO CONDICIONAL

    Constantes de Formao Condicional ou Constante de Formao Efetiva (KKKK ffff) soconstantes de equilbrio dependente do pH e que se aplicam a um nico valor de pH.

    M (aq) + L (aq) ML(aq)

    constante apartir de umdeterminado pH.

    [ L ]Ca L

    L= [ L ] = L CL

    [M][L][ML]

    KKKKffff=[M]L CL

    [ML]=

    [M] CL[ML]KKKKffff L =

    [M] CL

    [ML]KKKKffff=

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    11/38

    11

    EDTA

    cido etilenodiaminotetractico (EDTA) o quelante mais usado em qumica analtica.Praticamente todos os elementos da tabela peridica podem ser analisados com EDTA,seja por titulao direta ou seqncia de reaes indiretas.

    O EDTA um cido fraco hexaprtico (H6Y+2

    ) que em solues aquosas dissocia-seproduzindo espcies aninicas:

    H4Y (espcie neutra)

    O EDTA um

    ligantehexadentado

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    12/38

    12

    EDTA

    cido etilenodiaminotetractico (EDTA) o quelante mais usado em qumica analtica.Praticamente todos os elementos da tabela peridica podem ser analisados com EDTA,seja por titulao direta ou seqncia de reaes indiretas.

    O EDTA um cido fraco hexaprtico (H6Y+2

    ) que em solues aquosas dissocia-seproduzindo espcies aninicas:

    1 2

    43

    5 6

    KKKKa1a1a1a1= 1,02 x 10-2

    KKKKa2a2a2a2= 2,14 x 10-3KKKKa3a3a3a3= 6,92 x 10-7KKKKa4a4a4a4= 5,50 x 10-11

    Prtons Carboxlicos KKKKaaaa5555KKKKaaaa6666

    Prtons grupo amino

    H4Y (espcie neutra)

    O EDTA um

    ligantehexadentado

    As principais formas do EDTA so representadas por:H4Y, H3Y-, H2Y2-, HY3- e Y4-

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    13/38

    13

    CURVA DE DISTRIBUIO PARA O EDTA

    Complexo metal EDTA

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    14/38

    14

    COMPLEXOS COM EDTA

    O EDTA combina-se com ons metlicos na proporo de 1:1 no importando a carga doction, formando quelatos suficientemente estveis para serem aplicados em titulaes.

    Mn+(aq) + Y4-aq) MY(n-4)+(aq) KKKKffff=

    As constantes de formao so definidas em funo da espcie Y4-. A expresso quefornece a frao de EDTA na forma Y4-:

    [Mn+

    [ Y4-

    [MY n-4)+

    O EDTA forma quelatos com todos os ctions,

    exceto os metais alcalinos.

    [ Y4-] = 4CEDTA

    4 predominncia ou fraoEDTA na forma Y4-.

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    15/38

    15

    CONSTANTES DE FORMAO DOS COMPLEXOS COM EDTA

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    16/38

    16

    CONSTANTES DE FORMAO CONDICIONAL EDTA

    Mn+(aq) + Y4-aq) MY(n-4)-(aq)

    Capacidade mximacomplexante do EDTA obtida em pH 10.

    KKKKffff4 = KKKKffff

    KKKKffff= Mn+ Y4- [MY (n-4)-

    KKKKffff= Mn+ 4CEDTAMY (n-4)-

    KKKKffff4 = [Mn+] CEDTAMY(n-4)-

    Condio necessria para que uma titulao por complexao seja vivel:

    KKKKffff >>>>108

    CEDTA= H4Y+ H3Y- + H2Y2- + HY3- + Y4-

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    17/38

    17

    pH 4 (EDTA)0 1,3 x 10-231 1,4 x 10-182 2,6 x 10-143 2,1 x 10-11

    4 30, x 10-9

    5 2,9 x 10-76 1,8 x 10-57 3,8 x 10-48 4,2 x 10-39 0,04110 0,3011 0,8112 0,9813 1,0014 1,00

    Valores de 4 para EDTA

    Exemplo 1: possvel realizar a titulao de Cu+2 e Mg+2 em uma nica amostra? Quaisos limites de pH para a titulao dos ons Cu+2 separadamente dos ons Mg+2 com

    EDTA? Dado Kf CuY2-

    = 6,3 x 1018

    e Kf MgY2-

    = 4,9 x 108

    .

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    18/38

    18

    CURVA DE TITULAO

    A Curva de Titulao na volumetria de complexao representa a variao daconcentrao do on metlico livre durante a titulao com EDTA.

    Grfico: pM versus Volume de EDTA adicionado

    Reao: Mn+(aq) + Y4-aq) MY(n-4)(aq)

    1 ETAPA

    Antes de iniciar a titulaoO pM dado pela concentrao inicial do metal livre.

    2 ETAPA

    Iniciada a titulao e antes do ponto de equivalnciaA concentrao do on M+n na soluo, ou seja, livre, praticamente igual aconcentrao dos ons M+n que no reagiu. A dissociao do complexo desprezvel.

    3 ETAPA

    No ponto de equivalnciaO pM determinado em funo da concentrao do M+n proveniente da dissociao docom lexo usando o KKKK '''' . As concentra es de EDTA e do on metlico so idnticas.

    4 ETAPA

    Aps o ponto de equivalnciaA concentrao de EDTA dada em funo do excesso de EDTA e a concentrao deM+n (pM) obtida a partir da constante de formao condicional (KKKKf 'f 'f 'f ').Praticamentetodo on metlico est na forma de complexo e a concentrao do on metlico livre roveniente do deslocamento do e uilbrio.

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    19/38

    19

    Exemplo 2: Titulao de 50,00 mL de uma soluo de 0,0500 mol/L de Mg+2, tamponadaem pH=10, com soluo de EDTA 0,100 mol/L. (Dado Kf [MgY]4- = 6,2 x 108).

    Reao: Mg2+(aq) + Y4-aq) MgY2-(aq)

    Clculo da constante condicional:

    Clculo do volume EDTA no ponto de equivalncia:

    Kf =Kf4

    Kf = 0,366,2 x 108 = 2,2 x 108

    pH= 10 4= 0,36

    n de moles Mg+2 = n moles y -4C Mg+2V Mg+2 = C y -4V y -4

    0,0500 50,00 = 0,100 V

    V EDTA = 25,00 mL

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    20/38

    20

    INFLUENCIA DO pH NA CURVA DE TITULAO

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    21/38

    21

    Kf [Ca-EDTA] >Kf [Sr-EDTA]

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    22/38

    22

    INDICADORES METALOCRMICOS

    O Indicador de ons Metlicos ou Indicadore Metalocrmico a tcnica mais comumpara detectar o ponto final em titulaes com EDTA.

    Os Indicadores Metalocrmicos so corantes, ou seja, compostos orgnicos coloridos,

    que tem sua colorao alterada quando associados a um on metlico.M2+(aq) + Y4-aq) MY2-(aq)

    MgInd(aq) + Y4-aq) MgY2-(aq) + Ind-2(vermelho) (incolor) (incolor) (azul)

    KKKKffff [MInd]

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    23/38

    23

    1-(1-hidroxi-2-naftilazo)-6-nitro-2-naftol-4-sulfonato

    NEGRO DE ERIOCROMO T

    O negro de eriocromo T ou Erio-T o indicador metalocrmico mais utilizado. Ele usado nas titulaes de magnsio, clcio, estrncio, brio, cdmio, chumbo, mangans ezinco. A soluo comumente tamponada em pH 10 com tampo amoniacal.

    H2Ind-(aq) HInd2-(aq) Ind3-(aq)pH

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    24/38

    24pH < 6pH < 6pH < 6pH < 6

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    25/38

    258

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    26/38

    26pH >pH >pH >pH > 12121212

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    27/38

    27

    MTODOS NA COMPLEXOMTRIA

    Titulao direta: ons metlicos so titulados diretamente com EDTA, sendo o pontofinal visualizado com um indicador metalocrmico.

    Exemplo 4: Padronizao da soluo de EDTA com soluo padro de CaCO3

    Pequena frao do on formacomplexo com o Ind.

    Ca2+(aq) + Indaq) [Ca-Ind]2+(aq) KKKKffff [Ca-Ind]

    Titulao com EDTA Ca2+(aq) + Y4-aq) [CaY]2-(aq) KKKKffff [Ca-EDTA]

    Para que ocorra deslocamentodo on do complexo [Ca-Ind] KKKKffff [Ca-EDTA] >> KKKKffff [Ca-Ind]

    Reao indicativa do Ponto final [Ca-Ind]2+

    (aq) + Y4-

    aq) [CaY]2-

    (aq) + Ind (aq)(vinho) (azul)

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    28/38

    28

    Titulao de Retorno ou pelo resto: Uma quantidade de EDTA conhecida e em excesso adicionada a soluo do analito. A poro residual do EDTA titulada com uma soluo

    de padro de um outro on metlico,geralmente, Zn2+

    ou Mg2+

    .

    Al3+(aq) + Y4-aq) [AlY]- (aq) + 2H+(aq) + Y4-aq) KKKKffff [Al-EDTA](excesso) (residual)

    Zn2+(aq) + Y4-aq) [ZnY]2- (aq) + 2H+(aq) KKKKffff [Zn-EDTA](residual)

    Zn2+(aq) + Indaq) [ZnInd]2+ (aq) KKKKffff [Zn-Ind](amarelo) (vermelho)

    Condio para o Ponto FinalCondio para o Ponto FinalCondio para o Ponto FinalCondio para o Ponto Final KKKKffff [Zn-EDTA] >> KKKKffff [Zn-Ind]

    on da sol. Padro na titulao do EDTAon da sol. Padro na titulao do EDTAon da sol. Padro na titulao do EDTAon da sol. Padro na titulao do EDTAresidual no pode deslocar o anaresidual no pode deslocar o anaresidual no pode deslocar o anaresidual no pode deslocar o analito do complexo.lito do complexo.lito do complexo.lito do complexo.

    Obs: Indicador: alaranjado de xilenol

    Exem lo 5: Titulao do Al3+.

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    29/38

    29

    QUANDO A TITULAO DE RETORNO APLICADA?

    Reao entre o on metlico e EDTA muito lenta.

    O analito no pode ser conservado no pH adequado para realizao da

    titulao direta (analito instvel nas condies para titulao direta).Analito precipita na ausncia do EDTA.

    No h indicador adequado para a titulao direta do on.

    O analito bloqueia o indicador

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    30/38

    30

    Titulao por Deslocamento: Adiciona-se um excesso de uma soluo padro docomplexo Mg-EDTA a uma soluo de ons metlicos capazes de formar um complexo

    mais estvel do que o complexo Mg-EDTA. O on Mg2+

    deslocado do complexo (Mg-EDTA) e posteriormente (on Mg2+) titulados com uma soluo padro de EDTA.

    Fe3+(aq) + [MgY]2-aq) [FeY]- (aq) + Mg2+(aq) KKKKffff [Fe-EDTA]

    (Soluo padro)

    Mg2+(aq) + Indaq) [MgInd]2+ (aq) KKKKffff [Mg-Ind]

    Mg2+(aq) + Y4-aq) [MgY]2- (aq) KKKKffff [Mg-EDTA]Soluo padro EDTA

    [MgInd]2+(aq) + Y4-aq) [MgY]2-(aq) + Ind(aq)

    KKKKffff [Fe-EDTA] >> KKKKffff [Mg-EDTA] >> KKKKffff [Mg-Ind]

    QUANDO A TITULAO DE DESLOCAMENTO APLICADA?

    Quando no se dispe de um indicador adequado para a espcie que se deseja

    determinar.

    Exem lo 6: Titulao do Fe3+..

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    31/38

    31

    Titulao Indireta: Usada na quantificao de nions que precipitam com certos onsmetlicos.

    SO42-aq) + Ba2+aq) BaSO4 (s) (pH =1)(amostra)

    BaSO4 (s) + Y4-

    aq) [BaY]2-

    (aq) + SO42-

    aq) + Y4-

    aq) (pH =10) KKKKffff [Ba-EDTA](excesso) (residual)

    Y4-aq) + Mg2+(aq) [MgY]2- (aq) KKKKffff [Mg-EDTA](Residual)

    KKKKffff [Ba-EDTA] >> KKKKffff [Mg-EDTA]

    n mol EDTA total = (n mol Ba2+) + (n mol Mg2+)n mol Ba2+ = n mol SO42-

    n mol EDTA total = (n mol SO42-

    ) + (n mol Mg2+

    )

    Para solubilizar o brio, o precipitado levado a ebulio na presena de excesso desoluo EDTA em pH 10, para formar o complexo [BaY]2-(. Posteriormente, a fraoresidual de EDTA titulada com Mg2+.

    Ex: CO32-, CrO42-, S2- e SO42- podem ser determinados por titulao indireta com EDTA.

    Exem lo 7: Determinao de SO42-.

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    32/38

    32

    AGENTE MASCARANTE

    Agente Mascarante: um reagente que protege algum componente da amostra dareao com EDTA.

    Exemplos 8:O Al3+ e Mg2+ presentes em uma amostra podem ser determinados por titulao com

    EDTA aps o mascaramento do Al3+ com F-.KKKKffffAlY-= 1,3 x 1016 e KKKKffffMgY2-= 4,9 x 108

    Ni2+ e Pb2+ presentes em uma amostra podem ser determinados por titulao com

    EDTA aps o mascaramento do Ni2+

    com CN-

    .KKKKffffNiY2-= 4,2 x 1018 e KKKKffffPbY2-= 1,1 x 1018

    Agente Mascarante Ions Metlicos Mascarados

    Cianeto (CN-) Cd2+; Zn2+; Hg2+; Co2+; Cu+; Ag+; Ni2+; Pd2+; Pt2+; Fe2+ e Fe3+Fluoreto (F-) Al

    3+; Fe3+; Ti4+ e Be2+

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    33/38

    33

    AGENTES COMPLEXANTES AUXILIARES

    A ao complexante do EDTA mxima em solues alcalinas, pois o h predomnio EDTAna forma Y-4.

    O aumento do pH no meio reacional acentua a tendncia dos metais pesados em formarhidrxidos ou sais bsicos pouco solveis.

    Para evitar a precipitao dos ons do analito comum adicionar agentes complexantesauxiliares, cujo complexo com ction (analito), seja menos estvel que o complexo comEDTA.

    Exemplo 9: Titulao dos ons zinco com EDTA.

    A curva de titulao para o Zn2+ com EDTA realizada na presena de um agentecomplexante auxiliar. Pois o valor mnimo do pH, necessrio para que a titulao seja

    vivel, suficiente para precipitar Zn(OH)2 (Kps = 3,0 x 10-16

    ) antes da adio do EDTA.A titulao do Zn2+ usualmente realizada em tampo amoniacal, que alm de tamponar omeio, serve para complexar o on metlico, mantendo-o em soluo disponvel para reaocom EDTA.

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    34/38

    34

    Zn2+(aq) + NH3(aq) Zn(NH3)2+(aq) 1111 =KKKKf 1f 1f 1f 1Zn(NH3)2+(aq) + NH3(aq) Zn(NH3)22+(aq) 2222 = KKKKf1f1f1f1 KKKKf 2f 2f 2f 2Zn(NH3)22+(aq) + NH3(aq) Zn(NH3)32+(aq) 3333 = KKKKf1f1f1f1 KKKKf 2f 2f 2f 2 KKKKf 3f 3f 3f 3Zn(NH3)32+(aq) + NH3(aq) Zn(NH3)42+(aq) 4444 = KKKKf1f1f1f1 KKKKf 2f 2f 2f 2KKKKf 3f 3f 3f 3 KKKKf 4f 4f 4f 4

    [ ] [ ] [ ] [ ]4343

    33

    2

    32311

    12

    NHNHNHNHZn ++++=

    +

    [Zn2+]=Zn2+C Zn2+[ ][ ][ ]

    [ ][ ]

    [ ][ ]

    [ ][ ]EDTAC

    ZnYK

    EDTACZnYK

    EDTAC

    ZnYK

    EDTAZn

    ZnYK

    Zn

    f

    Zn

    Znf

    ZnZn

    f

    f

    +

    +

    +

    ++

    +

    =

    =

    =

    =

    2

    2

    2

    22

    2,,

    2

    ,

    2,

    2

    2,

    Kf=Kf4Zn2+

    Para valores particulares de pH e [NH3] podemos calcular Kfe proceder aos clculos da titulao substituindo Kf por Kf

    Kf a constante de formao efetiva para umdeterminado valor de pH e uma determinadaconcentrao de agente complexao auxiliar

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    35/38

    35

    Exemplo 10: Considere a titulao de 50,0 mL de uma soluo 1,00 x 10-3 mol L-1 de Zn2+com uma soluo 1,00 x 10-3 mol L-1 de EDTA em pH 10,0 na presena de NH3 a 0,10 mol

    L-1

    . Encontre o pZn aps a adio de 20,0; 50,0 e 60,0 mL de EDTA.Dados 1 =10 2,18, 2 =10 4,43, 3 =10 6,74 e 4 =108,70.

    Clculo do volume de titulante no ponto de equivalncia:

    Zn2+(aq) + Y4-aq) [ZnY]2- (aq) + 2H+(aq)

    no de mol EDTA = no de mol Zn2+

    VEDTA x 1,00 x 10-3 = 1,00 x 10-3 x 50,0VEDTA = 50,0 mL

    1) Antes de iniciar a titulao (V EDTA = 0):

    [ ] [ ] [ ] [ ]434

    3

    33

    2

    32311

    12

    NHNHNHNHZn

    ++++

    =+

    ( ) ( )( ) ( )( ) ( )( )470,8374,6243,418,2 10,01010,01010,01010,01011

    2

    xxxxZn ++++

    =+5

    108,1= x

    [Zn2+] =Zn2+C Zn2+= 1,8 x 10-5 1,00 x 10-3 = 1,8 x 10-8 mol/L

    pZn = - log [Zn2+

    ] = - log (1,8 x 10-5

    ) = 7,74

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    36/38

    36

    2) Antes do ponto de equivalncia (V EDTA = 20,0 mL):

    nmol Zn2+

    inicio= (0,05000) x (1,00 x 10-3

    ) = 5,00 x 10-5

    mol/Lnmol EDTA add= (0,02000) x (1,00 x 10-3) = 2,00 x 10-5 mol/LVolume final = V Zn2++ V EDTA = 50,0 + 20,0 = 70,0 mL

    Zn2+(aq) + Y4-aq) [ZnY]2- (aq)inicio 5,00 x 10-5 - -add - 2,00 x 10-5 -equlbrio 3,00 x 10-5 - 2,00 x 10-5

    [Zn2+] =Zn2+C Zn2+= 1,8 x 10-5 4,28 x 10-4 = 7,71 x 10-9 mol/L

    pZn = - log (7,71 x 10-9) = 8,11

    =(3,00 x 10-5)

    (0,070) = 4,28 x 10-4 mol/L[Zn2+] =

    (nmol Zn2+equilibrio)(VNaCl + VAgNO3)

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    37/38

    37

    3) No ponto de equivalncia (V EDTA = 50,0 mL):nmol Zn2+inicio= (0,05000) x (1,00 x 10-3) = 2,00 x 10-5 mol/L

    nmol EDTA add= (0,05000) x (1,00 x 10-3

    ) = 2,00 x 10-5

    mol/LVolume final = V Zn2++ V EDTA = 50,0 + 50,0 = 100,0 mL

    Zn2+(aq) + Y4-aq) [ZnY]2- (aq)inicio 5,00 x 10-5 - -

    add - 5,00 x 10-5

    -equlbrio - - 5,00 x 10-5

    Kf= Kf4Zn2+= (3,16 x 1016)(0,36)(1,8 x 10-5) = 2,05 x 1011 mol/L

    [ ][ ]EDTAC

    ZnYK

    Zn

    f+

    =2

    2,,

    2

    -411

    )(

    )10x(5,0010x2,05

    2+

    =Zn

    C

    C Zn2+= 4,9 x 10-8 mol/L

    [Zn2+] = Zn2+C Zn2+ = 1,8 x 10-5 4,29 x 10-8 =

    [Zn2+] = 8,9 x 10-13 mol/L

    CZn2+= [EDTA](5,00 x 10-5

    (0,100) = 7,14 x 10

    -4 mol/L[ZnY]2-=

    pZn = - log (8,9 x 10-13) = 12,1

  • 7/30/2019 aula-7-Volumetria-de-Complexao-2011.11

    38/38

    38

    4) Aps ponto de equivalncia (V EDTA = 60,0 mL):nmol Zn2+inicio= (0,05000) x (1,00 x 10-3) = 5,00 x 10-5 mol/L

    nmol EDTA add= (0,06000) x (1,00 x 10-3

    ) = 6,00 x 10-5

    mol/LVolume final = V Zn2++ V EDTA = 50,0 + 60,0 = 110,0 mL

    Zn2+(aq) + Y4-aq) [ZnY]2- (aq)inicio 5,00 x 10-5 - -

    add - 6,00 x 10-5

    -equlbrio - 1,00 x 10-5 5,00 x 10-5

    Kf= Kf4Zn2++= (3,16 x 1016)(0,36)(1,8 x 10-5) = 2,05 x 1011 mol/L

    [ ][ ]EDTA

    ZnYKf

    +

    =Zn2

    2

    C''

    )10x9,09)(10x(2,05

    )10x(4,55

    C 5-11

    -4

    Zn2 =+ = 2,40 x 10-11 mol/L

    [Zn2+] = Zn2+CZn2+ = 1,80 x 10-52,40 x 10-11 = 4,30 x 10-16

    pZn = - log (4,30 x 10-16) = 15,40

    (5,00 x 10-5)(0,110) =

    4,55 x 10-4 mol/L[ZnY]

    2-=

    (1,00 x 10-5)

    (0,110)

    9,09 x 10-5 mol/L[EDTA]=