Como calcular a fração de EDTA

ácido etilenodiaminotetracético ( EDTA) é um ácido fraco , embora ele também pode atuar como uma base fraca . Pode escolher -se um ou dois protões como uma base ou doar até quatro protões como um ácido . Consequentemente , ele tem nada menos que seis formas diferentes que você poderia encontrar em solução , dependendo do pH . O mais importante deles - o que é realmente útil - é a forma completamente desprotonada , EDTA -4 . Você pode usar as constantes de dissociação e do pH para calcular a fração de EDTA -4 em solução. Instruções
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Anote a equação que você vai usar para resolver este problema:

(K1 K2 K3 K4 K5 K6 ) ) /( [H +] ^ 6 + K1 [H + ] ^ 5 + K1 K2 [H +] ^ 4 + K1 K2 K3 [H +] ^ 3 + K1 K2 K3 K4 [H +] ^ 2 + K1 K2 K3 K4 K5 [H +] + K1 K2 K3 K4 K5 K6 )

Esta equação pode parecer complicado , mas vai parecer mais simples uma vez que você dividi-la em pedaços menores .
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Comece por calcular o numerador. O numerador é apenas o produto de seis constantes de dissociação de ácido de EDTA . Estas constantes de dissociação de ácido são os seguintes:

K1 = 1

K2 = 0,0316

K3 = 0,01

K4 = 2,04 x 10 ^ -3

K5 = 7,41 x 10 ^ -7

K6 = 4,27 x 10 ^ -11

Se você multiplicar todos esses seis números, você tem 2,04 x 10 ^ - 23
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Converter o pH a [H +] , a concentração de íons de hidrogênio . Lembre-se que [H +] é apenas igual a 10 ^ -pH . Se o pH é de 8 , por exemplo , a concentração de iões de hidrogénio é de 10 ^ -8 = 1 x 10 ^ -8
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Calcular os quatro primeiros termos do denominador , os quais são como se segue . :

[H +] ^ 6 + K1 [H +] ^ 5 + K1 K2 [H +] ^ 4 + K1 K2 K3 [H +] ^ 3

no exemplo, [H +] = 1 x 10 ^ -8 , então quando você substituir esse número por [H +] e elevá-la a cada poder, você tem o seguinte :

1 x 10 ^ -48 + K1 ( 1 x 10 ^ -40 ) + K1 K2 ( 1 x 10 ^ -32 ) + K1 K2 K3 ( 1 x 10 ^ -24 )

Agora multiplique os três últimos termos na expressão dos valores de K apropriadas. Isso dá a você o seguinte :

1 x 10 ^ -48 + ( 1) (1 x 10 ^ -40 ) + (1) ( 0,0316 ) (1 x 10 ^ -32 ) + (1) ( 0,0316) (0,01) (1 x 10 ^ -24 ) =

1 x 10 ^ -48 + (1 x 10 ^ -40) + (3,16 x 10 ^ -34) + (3,16 x 10 ^ -28 ) = 3,16 x 10 ^ -28
5

Calcule os três últimos termos do denominador :

K1 K2 K3 K4 [H +] ^ 2 + K1 K2 K3 K4 K5 [H +] + K1 K2 K3 K4 K5 K6

K1 = 1

K2 = 0,0316

K3 = 0,01

K4 = 2,04 x 10 ^ - 3

K5 = 7,41 x 10 ^ -7

K6 = 4,27 x 10 ^ -11

Iniciar substituindo no valor [H +] você calculado e os valores de K para se obter o seguinte :

( 1 ) ( 0,0316 ) ( 0,01 ) ( 2,04 x 10 ^ -3 ) ( 1x10 ^ -8 ) ^ 2 + ( 1 ) ( 0,0316 ) ( 0,01 ) ( 2,04 x 10 ^ -3 ) ( 7,41 x 10 ^ -7 ) ( 1x10 ^ -8 ) + ( 1 ) ( 0,0316 ) ( 0,01 ) ( 2,04 x 10 ^ -3 ) ( 7,41 x 10 ^ -7 ) ( 4,27 x 10 ^ - 11 )

=

6,45 x 10 ^ -15 + 4,78 x 10 ^ -21 + 2,04 x 10 ^ -23

=

6,45 x 10 ^ -15
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Adicionar o seu resultado a partir do Passo 5 e seu resultado a partir do Passo 4 juntos. No exemplo , isso vai dar -lhe o seguinte :

6,45 x 10 ^ -15 + 3,16 x 10 ^ -28 = 6,45 x 10 ^ -15

Neste caso, o segundo resultado é muito maior do que o primeiro que adicionar o primeiro a realmente não alterá-lo em tudo.
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Divida o numerador ( o resultado da etapa 2 ) pelo denominador ( o resultado da Etapa 6) para obter a seguinte :

2,04 x 10 ^ -23 /6,45 x 10 ^ -15 = 3,16 x 10 ^ -9

Este é a fração de EDTA independente que está completamente desprotonada . Como você pode ver , em pH 8 é muito pequena , e baixando o pH tornaria ainda menor. Em valores de pH mais elevados , no entanto, ele vai abordar um , porque o último termo do denominador na equação não vai mudar, enquanto os seis primeiros termos de o denominador será reduzido com o aumento de pH.