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8/20/2019 MAQ Slides 2014-15_complexometria.pdf

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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

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