calcolare pCa2+

[ele]

Buon pomeriggio a lei, 

le espongo il problema svolto.

Testo dell'esercizio:

Calcolare pCa2+ per una titolazione di 25 ml di EDTA 0.02000 M con CaSO4 0.01000 M a pH 10.00, alle seguenti aggiunte:
0 ml; 20 ml; 40 ml; 49 ml; 49.9 ml; 50 ml; 50.1 ml; 55 ml; 60 ml;

Dati:

25 ml EDTA 0.02000 M
CaSO4 0.01000 M a pH 10.00
calcolare pCa2+?


CaSO4 => Ca2+ + SO42-

Ca2+ + EDTA => CaY2-

K'f = [CaY2-]/[Ca2+][EDTA]

K'f = frazione di EDTA x log Kf = 10^10.69 x 0.36 = 1.76 x 10^10

a)aggiunta 0 ml
pCa2+ = -log 0.0100 M = 2

b)aggiunta 20 ml
moli EDTA = 25 x 0.02000 M = 5 x 10^-4 moli
moli CaSO4 = 20 x 0.01000 M = 2 x 10^-4 moli
V totale = 25 + 20 = 45 = 0.045 litri
moli in eccesso = 5 x 10^-4 - 2 x 10^-4 = 3 x 10^-4 moli
[EDTA] = 3 x 10^-4 /0.045 = 6.7 x 10^-3 M
[CaY2-] = 2 x 10^-4/0.045 = 4.4 x 10^-3 M

K'f = [CaY2-]/[EDTA][Ca2+] = 1.76 x 10^10 = 4.4 x 10^-3/6.7 x 10^-3 

[Ca2+] = 4.4 x 10^-3/6.7 x 10^-3 x 1.76 x 10^10 = 3.73 x 10^-11 M
pCa2+ = - log 3.73 x 10^-11 = 10.43

c)aggiunta 40 ml
moli EDTA = 25 x 0.02000 = 5 x 10^-4 moli
moli CaSO4 = 40 x 0.01000 = 4 x 10^-4 moli
moli in eccesso = 5 x 10^-4 - 4 x 10^-4 = 10^-4 moli
V totale = 40 + 25 = 65 = 0.065 litri
[EDTA] = 10^-4/0.065 = 1.54 x 10^-3 M
[CaY2-] = 4 x 10^-4/0.065 = 6.15 x 10^-3 M

[Ca2+] = 6.15 x 10^-3/1.54 x 10^-3 x 1.76 x 10^10 = 2.27 x 10^-10 M
pCa2+ = -log 2.27 x 10^-10 = 9.64 

d)aggiunta 49 ml
moli EDTA = 25 x 0.02000 = 5 x 10^-4 moli
moli CaSO4 = 49 x 0.01000 = 4.9 x 10^-4 moli
moli in eccesso = 5 x10^-4 - 4.9 x 10^-4 = 10^-5 moli
V totale = 49 + 25 = 74 = 0.074 litri
[EDTA] = 10^-5/0.074 = 1.35 x 10^-4 M 
[CaY2-] = 4.9 x 10^-4/0.074 = 6.62 x 10^-3 M

[Ca2+] = 6.62 x 10^-3/1.35 x 10^-4 x 1.76 x 10^10 = 2.78 x 10^-9 M
pCa2+ = -log 2.78 x 10^-9 = 8.556 = 8.56

e)aggiunta 49.9 ml
moli EDTA = 25 x 0.02000 = 5 x 10^-4 moli
moli CaSO4 = 49.9 x 0.01000 = 4.99 x 10^-4 moli
moli in eccesso = 5 x 10^-4 - 4.99 x 10^-4 = 10^-6 moli
V totale = 25 + 49.9 = 74.9 = 0.0749 litri
[EDTA] = 10^-6/0.0749 = 1.33 x 10^-5 M
[CaY2-] = 4.99 x 10^-4/0.0749 = 6.67 x10^-3 M

[Ca2+] = 6.67 x 10^-3/1.33 x 10^-5 x 1.76 x 10^10 = 2.85 x 10^-8 = 7.545 = 7.55

f)aggiunta 50 ml
moli EDTA = 25 x 0.02000 = 5 x 10^-4 moli
moli CaSO4 = 50 x 0.01000 = 5 x 10^-4 moli
V totale = 25 + 50 = 75 = 0.075 litri
[EDTA] = [CaY2-] = 5 x 10^-4 /0.075 = 6.7 x 10^-3 M

K'f = [CaY2-]/[EDTA][Ca2+]= 1.76 x10^10 = 6.7 x 10^-3/ x2

[Ca2+] = radice quadrata 6.7 x 10^-3/1.76 x 10^10 = 3.81 x10^-13 = 6.17 x 10^-7 M 
pCa2+ =-log 6.17 x 10^-7 = 6.21

g)aggiunta 50.1 ml
moli EDTA = 25 x 0.02000 = 5 x 10^-4 moli 
moli CaSO4 = 50.1 x 0.01000 = 5.01 x 10^-4 moli
moli in eccesso = 5.01 x 10^-4 - 5 x 10^-4 = 10^-6 moli
V totale = 50.1 + 25 = 75.1 = 0.0751 litri
[CaY2-] = 10^-6/0.0751 = 1.33 x 10^-5 M
pCa2+ = -log 1.33 x 10^-5 = 4.88

h)aggiunta 55 ml 
moli EDTA = 25 x 0.02000 = 5 x 10^-4 moli
moli CaSO4 = 55 x 0.01000 = 5.5 x 10^-4 moli
moli in eccesso = 5.5 x 10^-4 - 5 x 10^-4 = 5 x 10^-5 moli
V totale = 55 + 25 = 80 = 0.08 litri
[Ca2+] = 5 x 10^-5/0.08 = 6.25 x 10^-4 M 
pCa2+ = -log 6.25 x 10^-4 = 3.20

i)aggiunta 60 ml
moli EDTA = 25 x 0.02000 = 5 x 10^-4 moli
moli CaSO4 = 60 x 0.01000 = 6 x 10^-4 moli
moli in eccesso = 6 x 10^-4 - 5 x 10^-4 = 10^-4 
V totale = 60 + 25 = 85 = 0.085 litri
[Ca2+] = 10^-4/0.085 = 1.18 x10^-3 M
pCa2+ = -log 1.18 x 10^-3 = 2.93

Vorrei sapere se questo esercizio è corretto.

Grazie per la sua disponibilità.

Buona giornata

[ele]

Spero che il testo del problema sia chiaro e completo.

[LuiCap]

Sono tutti corretti, tranne il primo punto, 0 mL di Ca2+, perché nel becher c'è solo EDTA.
Non ha senso calcolare questo punto.