Química Geral ⇒ Titulação Tópico resolvido

[Dandarah]

A água pode apresentar uma quantidade excessiva de [tex3]CaCO_{3}[/tex3], o que a torna imprópria para consumo. Quando a concentração de [tex3]CaCO_{3}[/tex3] é superior a [tex3]270 \,\, mg\cdot L^{-1}[/tex3], a água é denominada “dura”. Por outro lado, quando essa concentração é inferior a [tex3]60 \,\, mg\cdot L^{-1}[/tex3], a água é denominada “mole”. Uma alíquota de [tex3]10,0 \,\, mL[/tex3] de uma amostra de água foi titulada com uma solução de concentração igual a [tex3]1,0.10^{-3} \,\, mol \cdot L^{-1}[/tex3] de um ácido genérico [tex3]H_{2}A[/tex3] para determinação do teor de íons [tex3]Ca^{2+}[/tex3] presentes de acordo com equação química abaixo.
[tex3]Ca^{2+} + H_{2}A \,\, \rightarrow \,\, CaA \, + \, 2 \, H^{+}[/tex3]
Considerando-se que o volume consumido da solução ácida, até a observação do ponto de viragem, foi igual a [tex3]30,0 \,\, mL[/tex3],
a) determine a concentração ([tex3]mg\cdot L^{-1}[/tex3]) de [tex3]CaCO_{3}[/tex3] na amostra e classifique a amostra de água quanto à sua dureza;
b) esboce a curva de titulação relacionando o pCa ([tex3]- \, \log [Ca^{2+}][/tex3]) em função do volume de [tex3]H_{2}A[/tex3] adicionado.

Como faço passo a passo? Obrigada!

[emanuel9393MOD]

Olá, dandarah!

a) O número de mol da solução ácida [tex3]n_{a}[/tex3] pode ser dado por:
[tex3]n_{a} \, = \, 30 \cdot 10^{-3} \cdot \left(1 \cdot 10^{-3}\right) \,\,\, \Rightarrow \,\,\, n_{a} \, = \, 3 \cdot 10^{-5} \,\, mol[/tex3]
Com isso, pela equação química dada pelo problema, percebemos que o número de mols de íons de cálcio ([tex3]Ca^{2+}[/tex3]) será também [tex3]3 \cdot 10^{-5} \,\, mol[/tex3]. A dissociação do sal na solução pode ser representada por:
[tex3]CaCO_{3} \,\, \rightarrow \,\, Ca^{2+} \, + \, CO_{3}^{2-}[/tex3]
Como a proporção entre os íons [tex3]Ca^{2+}[/tex3] e [tex3]CaCO^{3}[/tex3] é a mesma, podemos afirmar que o número de mols de [tex3]CaCO_{3}[/tex3] também é [tex3]3 \cdot 10^{-5} \,\, mol[/tex3]. A concentração de carbonato de cálcio poderá ser dada pela seguinte expressão:
[tex3]C \, = \, M_{1} \cdot M \,\,\, \Rightarrow \,\,\, C \, = \, 100 \cdot \frac{3 \cdot 1^{-5}}{10 \cdot 10^{-3}} \,\,\, \Rightarrow \,\,\, C \, = \, 3 \cdot 10^{-1} \,\, g \cdot L^{-1}[/tex3]
Transformando na unidade pedida, temos:
[tex3]\boxed{\boxed{C \, = \, 300 \,\, mg \cdot L^{-1}}}[/tex3]
Como podemos observar, a água é dura.
b) Essa eu não consegui fazer. Não sei uma forma de relacionar a faixa do ponto de viragem com a constante de dissociação do titulado. Se eu conseguir obter algum resultado, postarei aqui.

Um abraço!

[Dandarah]

Emanuel, acho que essa é a fórmula: [tex3]\frac{na}{coef(a)} = \frac{nb}{coef(b)}[/tex3]

[emanuel9393MOD]

Olá, dandarah!

Não é essa fórmula. Para esboçar o gráfico Volume versus pH que o item b) pede, precisamos do volume do titulante onde ocorre o ponto de viragem (já temos essa informação: [tex3]30 \,\, mL[/tex3]) e da faixa de viragem do pH que pode ser determinado pelo potencial dos íons cálcio ([tex3]pCa \, = \, - \, \log \, [Ca^{2+}][/tex3]. Nunca li nada a repeito de como determinar a faixa de viragem por esse método.

Um abraço!