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Revisão sobre equilíbrios ácido-base para comp
das propriedades ácidas do EDTA
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Concentrações de espécies em equilíbrio
Já anteriormente fizemos a distinção entre a concentração analítica ou fode um soluto e a concentração das espécies em equilíbrio na solução
Assim, numa solução de ácido acético, CH3COOH 0,1M, existem asespécies CH3COOH, CH3COO
-, H2O, OH- e H3O+
Consideremos por exemplo 1,000 L de uma solução de CH3COOH 0,1 MO ácido acético, CH3COOH, é um ácido fraco e está por isso parcialmendissociado
CH3COOH + H2O ⇌ CH3COO- + H3O+
Assim, das 0,1 moles de CH3COOH dissolvido, apenas uma parte fica em
solução na forma de CH3COOH. Outra parte perde um protão e fica naforma de CH3COO-
0,1 moles = nº de moles de CH3COOH + nº de moles de CH3COO-
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Quando se estabelece o equilíbrio, as concentrações das espéciespresentes na solução obedecem a todas as relações estabelecidas pelasconstantes de equilíbrio que relacionam as concentrações dessas espécie
Por exemplo, numa solução de ácido acético, CH3COOH 0,1M, existemas espécies CH3COOH, CH3COO
-, H2O, OH- e H3O+
As concentrações de equilíbrio obedecem a qualquer das seguintes relaç
Constante de acidez do ácido acético:
Constante de hidrólise do anião acetato
CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O
+
COOH CH
COOCH O H K
a
3
33
CH3COO- + H2O CH3COOH + OH
-
COOCH
COOH CH OH K b
3
3
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Ácidos fortes:
Ácido clorídrico (HCl) é um ácido forte
No entanto, noutro solvente sem ser água o HCl pode ser umácido fraco (por exemplo em metanol)
Outros ácidos fortes:
Ácido iodídrico ou iodeto de hidrogénio: HI Ácido bromídrico ou brometo de hidrogénio: HBr Ácido nítrico: HNO3 Ácido perclórico: HClO41º protão do ácido sulfúrico: H2SO4
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Exemplos de ácidos fracos
Ácido monoprótico: ácido acético
Ácido poliprótico: ácido fosfórico
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Bases fortes
Ex: hidróxidos dos metais alcalinos
Bases fracas
Espécies anfipróticas
Outras: NH3, CO32-
Uma solução de hidrogenocarbonato será ácida ou alcalina?
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Que espécie predomina a um dado pH?
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Ácidos polipróticos
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A partir das expressões das constantes de equilíbrio exprimimos todas as
concentrações das diferentes formas protonadas de fosfato em função de
[PO43-
]
Diagrama de distribuição de espécies em função do pH
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Substituindo 1) 2) e 3) na equação de balançode massa, obtem-se:
Substituindo [PO43-] por esta expressão nas equações 1) 2) 3)obtem-se a fracção de cada espécie em função de [H3O+]
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Diagrama de distribuição de espécies em função do pH
Analisando o diagrama:
Numa solução de ácido fosfórico a que se adicionou NaOH para ajustar 8, cerca de 86% do total do ácido fica na forma de HPO4
2-
cerca de 14% está na forma de H2PO4-.
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Se dissolvermos KH2PO4 em água, e ajustarmos pH=8,0, apenas cerca de 14% do
hidrogenofosfato dissolvido fica na forma de H2PO4- e cerca de 86% fica na form
de HPO42-. As concentrações das outras espécies são desprezáveis. Se aconcentraç
analítica da solução de KH2PO4 preparada for 0,10 M, a concentração da espécie
H2PO4- na solução é 0,014 M
Analisando o diagrama
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Em que intervalo de pH predomina a espécie H2PO4- ou seja, mais de 50%do total está nesta forma?
A pH 10 qual é a espécie predominante?
Analisando o diagrama
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Titulaçõescomplexométricas
Com EDTA
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Explicaçã
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0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.80.9
1
0 2 4 6 8 10 12 14
pH
a l f a
[H6Y2+]
H5Y+
H4Y
H3Y-
H2Y2-
HY3-
Y4-
Diagrama de distribuição de espécies em função do pH para o E
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Mn+ + Y4- MYn-4
Os hidrogeniões competem com o metal na ligação ao EDTA. Para qureacção de complexação seja completa (reagente por defeito complexpraticamente todo), é necesário que o catião metálico ganhe essacompetição.
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Complexos do EDTA com iões metálicos
EDTA
Complexo do catião metálico Mn
com o EDTA
n-4
4
4
Y M
MY K
n
n
f
Mn+ + Y4- MYn-4
Constante de formação do comple
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Quando titulamos uma solução que contém o catião metálico Mn+ comuma solução de Na2H2Y, quais as espécies químicas contendo EDTA quficam em solução?
Maneira de designar
concentração de EDT
não ligado ao metal
(soma de todas as for
ligadas a protões ma
que está completame
ionizado)
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Kf ’ deve ser superior a 108 para que a reacção de titulação seja comp
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pH mínimo para a titulação de diversos iões metálicos
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O pH tem de estar numa gama de valores em que a formanão complexada tenha a côr mais contrastante com a docomplexo metal-indicador
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Zona de viragem do indicador
Caso do Mg2+
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Titulação por retorno
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Titulação por retorno
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Útil para iões metálicospara os quais não haja umindicador adequado
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Pode estudar este assunto no capítulo 9 do livro Analytical Cemistry 2.0, disponível online
https://dl.dropboxusercontent.com/u/9630480/Site/eTextProject/pdfFiles/Chapter9.pdf
(titulações com EDTA na secção 9C)
https://dl.dropboxusercontent.com/u/9630480/Site/eTextProject/pdfFiles/Chapter9.pdfhttps://dl.dropboxusercontent.com/u/9630480/Site/eTextProject/pdfFiles/Chapter9.pdfhttps://dl.dropboxusercontent.com/u/9630480/Site/eTextProject/pdfFiles/Chapter9.pdf