A Química do Meio Ambiente

RELATÓRIO

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 Química do Meio Ambiente

         

1. Introdução

A água é um recurso natural imprescindível aos seres vivos. A qualidade da água apontada para consumo é a aquela que, cujas características físicas, químicas, microbiológicas e radioativas estão com o padrão de potabilidade não causando danos à saúde. Dentre as análises realizadas encontram-se: alcalinidade, cloretos e dureza.

           

Dureza de uma água é a medida da sua capacidade de precipitar sabão, isto é, nas águas que a possuem os sabões transformam-se em complexos insolúveis, não formando espuma até que o processo se esgote. É causada pela presença de cálcio e magnésio, principalmente, além de outros cátions como ferro, manganês, estrôncio, zinco, alumínio, hidrogênio, etc, associados a ânions carbonato (mais propriamente bicarbonato, que é mais solúvel) e sulfato, principalmente, além de outros ânions como nitrato, silicato e cloreto. São quatro os principais compostos que conferem dureza às águas: bicarbonato de cálcio, bicarbonato de magnésio, sulfato de cálcio e sulfato de magnésio.

1. Objetivo da Experiência

Avaliar parâmetros químicos de alcalinidade em uma amostra de água proveniente da torneira.

1. Materiais e Métodos

1. Volumetria de neutralização - Determinação da alcalinidade

1. Materiais

• Pipeta volumétrica e graduada;
• Balão volumétrico de 100mL e 200mL;
• Cadinho de porcelana;
• Frasco de vidro com tampa de rolha;
• Erlenmeyer de 250 mL;
• Bureta de 25 mL.

1. Reagentes

• Água Destilada;
• Ácido clorídrico 37%;
• Carbonato de sódio PA;
• Indicador alaranjado de metila;
• Indicador Fenoftaleína;
• Água de torneira;

1. Método

1. Preparar 200 mL de HCl 0,1 mol/L, cuja densidade é de 1,19 g/mL e 37%

• Calcular o volume necessário:

                   

     [pic 1][pic 2]

• Mediu-se o volume calculado usando pipeta;
• Transferiu-se para um balão volumétrico de 200 mL, contendo aproximadamente 100 mL de água destilada;
• Completou-se o volume;
• Homogeneizou-se.

1. Padronização do HCl 0,1 mol/L com Na2CO3

• Desidratou-se o carbonato de sódio PA, antes de seu uso, pelo aquecimento a 260-2700° C, no período de meia-hora e posteriormente resfriado em um dessecador. O cadinho foi resfriado em um dessecador e antes de estar inteiramente frio, transferiu-se o sólido para um frasco seco, quente e com rolha de vidro, de onde o carbonato frio possa ser retirado para a pesagem rápida que se fizer necessária;
• Pesou-se, em balança analítica, uma quantidade suficiente para titular aproximadamente 20 mL de HCl 0,1 mol/L;
• Transferiu-se a massa de Na2CO3 pesada para um frasco Erlenmeyer de 250 mL e dissolveu-se em aproximadamente 50 mL de água destilada;
• Adicionou-se 3 gotas de alaranjado de metila;
• Lavou-se a bureta com HCl e encheu-a com o HCl 0,1 mol/L;
•  Colocou-se o Erlenmeyer sobre uma superfície branca e adicionou-se o ácido lentamente da bureta para o Erlenmeyer;
• Durante a adição do ácido agitou-se bem;
•  Continuou-se a adição até que o indicador adquira uma coloração levemente rosa ou avermelhada;
•  Lavou-se as paredes do Erlenmeyer com um pouco de água, usando a pisseta e continuou-se a titulação, até tonalidade avermelhada ou levemente rosa.
• Anotou-se o volume lido na bureta e fez-se mais duas determinações.

1. Diluição do HCl padronizado

• Preparou-se 100 mL de HCl 0,02 mol/L a partir do ácido padronizado;
• Calculou-se o volume de HCl padronizado necessário;
• Transferiu-se para o balão de 100 mL;
• Completou-se o volume com água destilada;
• Homogeneizou-se.

1. Determinação de alcalinidade em águas

• Transferiu-se 50 mL da amostra de água de torneira para um Erlenmeyer de 250 mL;
• Adicionou-se 3 gotas de indicador fenolftaleína, e titulou-se com ácido clorídrico 0,02 mol/L até o desaparecimento da coloração rósea;
• Anotou-se o volume de mL (P) gasto;  
• Ao mesmo frasco adicionou-se 5 gotas de indicador metilorange;
• Titulou-se com HCl 0,02mol/L até a coloração alaranjada.;
• Anotou-se o volume de mL gasto (M).

1. Volumetria de precipitação – Determinação de Cloretos

1. Materiais

• Pipeta volumétrica e graduada;
• Balão volumétrico de 50mL, 100mL e 200mL;
• Frasco de vidro âmbar;
• Erlenmeyer de 250 mL;
• Bureta de 25 mL.

1. Reagentes

• Água Destilada;
• Cloreto de Sódio PA;
• Nitrato de Prata PA;
• Indicador cromato de potássio 5%;
• Água de torneira;

1. Método

1. Preparação de solução de AgNO3 0,1 mol/L

• Pesou-se em balança analítica, com aproximação a massa de nitrato de prata PA necessária e preparou-se 100 mL de solução;
• Transferiu-se o sal para o balão volumétrico de 100 mL, usando o funil de transferência;
• Dissolveu-se o sal e completar o volume até o traço de referência com água destilada;
• Transferiu-se para um frasco de vidro âmbar, identificar com um rótulo e armazenar ao abrigo da luz.

1. Padronização do nitrato de prata 0,1 mol/L, pelo método de MOHR

• Secou-se, em estufa, o padrão primário, NaCl ;
•  Preparou-se uma solução exatamente de mesma concentração que o AgNO3 e usou-a para a padronização;
• Pipetou-se 20 mL de solução de NaCl 0,1 mol/L, e adicionou-se ao Erlenmeyer de 250 mL,  adicionou-se cerca de 20 a 30 mL de água destilada isenta de cloretos ;
• Adicionou-se entre 10 e 20 gotas de indicador cromato de potássio a 5%;  
• Titulou-se com o AgNO3 até a viragem para castanho claro;
• Repetiu-se o processo por mais 2 vezes.

1. Diluição da solução de nitrato de prata

• Diluiu-se a solução de nitrato de prata recém preparada para obter 50 mL de uma solução 0,0282 mol/L.

1. Determinação de cloretos em amostras de água  

• Transferiu-se 100 mL da amostra de água da torneira para um Erlenmeyer de 250 mL;
• Aqueceu-se em banho-maria até reduzir o volume pela metade, aproximadamente;
• Adicionou-se 1 mL do indicador cromato de potássio a 5%;
•  Titulou-se com a solução de nitrato de prata 0,0282 mol/L até o aparecimento de uma coloração avermelhada.

1. Volumetria de Complexação – Determinação de dureza

1. Materiais

• Pipeta volumétrica e graduada;
• Balão volumétrico de 100mL, 250mL;
• Frasco de polietileno;
• Frasco com rolha esmirelhada;
• Almofariz;
• Erlenmeyer de 250 mL;
• Bureta de 25 mL.

1. Reagentes

• Água Destilada;
• EDTA;
• Carbonato de Cálcio PA;
• Ácido clorídrico a 50%;
• Hidróxido de amônio a 50%;
• Solução Tampão;
• Indicador negro de eriocromo;
• Indicador Murexida;
• Cloreto de amônio;
• Hidróxido de amônio;
• Hidróxido de sódio;
• Água de torneira;

1. Método

1. Preparo de solução 0,1 mol/L de EDTA (ácido etilenodiaminotetracético)

• Calculou-se a massa necessária para preparar 100 mL de EDTA 0,1 mol/L (C10H16N2O8);
• Pesou-se em balança analítica e transfira para um balão volumétrico de 100 mL, com o auxílio de água destilada;
• Completou-se o volume e agitou-se;
• Transferiu-se para um frasco de polietileno e rotulou-se.

1. Padronização da solução de EDTA 0,1 mol/L

• Calculou-se a massa de CaCO3 necessária para que na titulação sejam gastos aproximadamente 20 mL de solução de EDTA, sabendo que 1 mL de solução 0,1 mol/L de EDTA corresponde a 0,01 g de CaCO3;
• Transferiu-se para um frasco Erlenmeyer de 250 mL;
• Adicionou-se solução de HCl a 50%, cuidadosamente, até dissolução total do carbonato;
• Adicionou-se certa quantidade de água ferva para eliminar todo CO2 ;
• Esfriou-se;
• Neutralizou-se com NH4OH a 50%, usando vermelho de metila como indicador;
• Adicionou-se 1 mL de solução tampão, pH 10;
• Titulou-se com a solução de EDTA, usando cerca de 0,05 g de indicador negro de eriocromo, a solução irá passar de púrpura a azul.

1. Diluição da solução de EDTA

•   Diluiu-se um volume adequado de solução 0,1 mol/L de EDTA para preparar 100 mL de solução 0,01 mol/L;

1. Preparação da solução tampão

• Pesou-se 16,9g de cloreto de amônio e transfira para um balão volumétrico de 250 mL;
• Adicionou-se 143 mL de hidróxido de amônio e complete o volume com água.

1. Preparação do indicador negro de eriocromo [sal de sódio do ácido 1(1hidróxi-2naftilazo) – 5 nitro-2nafto-4-sulfônico]

• Pesou-se cerca de 0,5g de negro de eriocromo;
• Acrescentou-se 100g de cloreto de sódio
• Misturou-se em almofariz e conservou-se em frasco com rolha esmerilhada.

1. Preparação do indicador murexida

• Pesou-se cerca de 0,2g de murexida;
• Acrescentou-se 100g de cloreto de sódio;
• Misturou-se em almofariz e conserve em frasco com rolha esmerilhada.

1. Preparação de solução de NaOH 0,5 mol/L

• Calculou-se a massa necessária para preparar 100 mL de uma solução de NaOH a 0,5 mol/L;
• Pesou-se a massa calculada em balança analítica – transferiu-se para um balão volumétrico de 100 mL e completou-se com água;
• Conservou-se em frasco de polietileno.

1. Análise de dureza total

• Transferiu-se 50 mL de água de torneira, com pipeta volumétrica para um Erlenmeyer de 250 mL;
• Adicionou-se 1 mL de solução tampão e agitou-se;
• Completou-se a bureta com a solução de EDTA 0,01 mol/L até zerá-la;
• Adicionou-se cerca de 0,5 g de negro de eriocromo salino, agitou-se até dissolução;
• Titulou-se com agitação constante até a viragem para azul nítido;
•  Anotou-se o volume gasto.

1. Análise de dureza cálcica

• Transferiu-se 50 mL de água da torneira, com pipeta volumétrica para um Erlenmeyer de 250 mL;
•  Adicionou-se 2 mL de solução de NaOH 0,5 mol/L e agitar;
• Completou-se a bureta com a solução de EDTA 0,01 mol/L até zerá-la;
• Adicionou-se cerca de 0,5 g de murexida salina, agitou-se até dissolução;
• Titulou-se com agitação constante até a viragem para púrpura;
• Anotou-se o volume gasto.

1. Análise de dureza de magnésio

• Dureza de magnésio é a quantidade de sais de magnésio presentes na amostra, expressa em MgCO3.
• Realizou-se o cálculo.

1. Resultados e Discussões

1. Volumetria de neutralização - Determinação da alcalinidade

Para preparar 200 mL de HCl 0,1 mol/L, cuja densidade é de 1,19 g/mL e 37%, calculou-se o volume necessário de HCl:

[pic 3]

[pic 4]

[pic 5]

[pic 6]

Como o ácido clorídrico é líquido, precisamos converter a massa em volume, e para isso, utilizamos a fórmula da densidade:

     [pic 7]

     [pic 8]

     [pic 9]

     [pic 10]

Como a pureza do HCl não corresponde a 100% e sim a 37%, então precisamos realizar a conversão:

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