Relatório de Química Inorgânica

Introdução

Cerca de 70% da superfície terrestre é coberta por água, porém apenas 0,3% de água doce é acessível. Diversas formas de poluição, como processos industrias, contaminação do solo onde se encontram bacias subterrâneas, afetam essas reservas.

Diante da limitação dos recursos hídricos e somando-se, ainda, a contaminação, faz-se necessário o uso de estações de tratamento de água (ETA) para fornecer água para o consumo humano, chamada de água potável. A potabilidade da água requer várias etapas no processo de purificação, tais como: cloração, para eliminar microorganismos causadores de doenças; coagulação e floculação, tem a finalidade transformar as impurezas da água que se encontram em suspensão fina em estado coloidal e possibilita que os flocos se agreguem com os sólidos em suspensão, permitindo assim uma decantação mais rápida, respectivamente; e filtração, que tem por objetivo reter as partículas sólidas por meio de membranas ou leitos porosos.

É importante ressalta que água potável é rica em sais minerais. Tais sais não comprometem o uso doméstico da água. Entretanto a água com alto teor de sais de cálcio e magnésio, podem formar alguns sais insolúveis desses cátions e provocar incrustações e entupimentos das tubulações.

Além disso, a formação desses sais dificulta ou até impede a formação de espumas, dificultando a ação de detergentes e sabões. Nestes casos temos a chamada água dura, que apresenta uma concentração superior a 150mg/L desses sais.

Os experimentos reproduzidos permitem explorar conceitos teóricos que servem de base para os processos industrias de purificação da água.

Objetivo

Esta prática tem por objetivo realizar um ensaio dos processos químicos realizados na purificação da água. Assim, identifica-se a existência de dureza na água e qual dureza presente na amostra, além de como eliminá-la.

Material

- 3 (três) béqueres de 100 mL

- 1 (um) béquer de 250 mL

- Funil

- Bastão de vidro

- Tubos de ensaio e estante

- Pipetas de 5,00 e 10,00 mL

- Papel de filtro

- Suporte universal

- Argola com mufa anexa

- Tripé

- Tela de amianto

- Bico de Bünsen

Reagentes

- Água barrenta/suja

- Água deionizada

- Solução aquosa de sulfato de alumínio (0,1 mol/L)

- Solução aquosa de hidróxido de sódio (0,1 mol/L)

- Solução aquosa de carbonato de sódio (0,1 mol/L)

- Solução alcoólica de sabão

- Amostras de água com dureza permanente e com dureza temporária

Procedimento

• Purificação por destilação – Processo físico

Esse procedimento não foi realizado no laboratório.

• Purificação por Coagulação e Desinfecção  - Processo químico

Em um béquer contendo cerca de 50 mL de água suja, adicionou-se 5,00 mL de solução de sulfato de alumínio e 10 mL de solução de hidróxido de sódio. Após misturar os reagentes com o auxílio de um bastão de vidro, deixou-se em repouso durante um tempo até que a sujeira decantasse. Com isso, filtrou-se a água em um outro béquer.

• Identificação e remoção da dureza – Processos para fins industriais

Foi disponibilizado da bancada de soluções quatro amostras nomeadas de A a D. As amostras de A a C não estavam identificadas, mas uma seria água deionizada, uma água com dureza temporária e uma água com dureza permanente. A amostra D foi identificada como sendo água com dureza permanente e assim, sendo usada como padrão positivo. O branco era água deionizada.

1. Teste de dureza

Em tubos de ensaio devidamente identificados, transferiu-se uma alíquota 3,00 mL de cada amostra aos respectivos tubos de ensaio. A seguir, adicionou-se solução de solução de sabão até a precipitação ou até a formação de espuma na solução. Repitiu-se o mesmo procedimento aos tubos com padrão (amostra D) e com o branco (água deionizada). Comparou-se os resultados.

1. Teste de tipo de dureza

Das amostras em que se foi identificado a presença de dureza, pegou-se uma nova alíquota de 3,00 mL e estas foram submetidas ao aquecimento em banho-maria junto com novas alíquotas de padrão e branco. O aquecimento se manteve até a turvação dos tubos. Comparou-se resultados.

1. Eliminação da dureza

Transferiu-se para um béquer cerca de 5 mL de amostra D, água com dureza permanente, e adicionou-se 1,00 mL de solução de carbonato de sódio e solução de hidróxido de sódio até o fim da precipitação. Filtrou-se e repetiu o teste de dureza.

Resultados e discussão

• Purificação por Coagulação e Desinfecção  - Processo químico

Após o repouso, observou-se que a sujeira sedimentou, formando duas fases na solução, a fase inferior marrom e barrenta e a fase superior transparente e límpida.

Ao filtrar, toda a sujeira visível ficou retida no filtro de papel, formando um filtrado límpido.

A coagulação é usada para melhorar a sedimentação de partículas dispersas no meio pois, ao adicionar o agente coagulante, esse faz com que partículas muito pequenas - que devido a sua pequena massa demoraram muito para sedimentar - se aglomerem e formem flocos - partículas mais pesadas, facilitando a sedimentação. Vale ressaltar que facilita na filtração pois partículas muito pequenas entopem os poros do filtro, com a formação dos flocos coagulados, e por serem maiores não entopem os poros do filtro.

- Reações:

Al2(SO4)3 + NaOH → Al(OH)3 + Na2SO4

Al(OH)3 → produto menos solúvel. Ao se formar, arrasta consigo as impurezas e partículas do meio.

• Identificação e remoção da dureza – Processos para fins industriais

Foi disponibilizado da bancada de soluções quatro amostras nomeadas de A a D. As amostras de A a C não estavam identificadas, mas uma seria água deionizada, uma água com dureza temporária e uma água com dureza permanente. A amostra D foi identificada como sendo água com dureza permanente e assim, sendo usada como padrão positivo. O branco era água deionizada.