Acidez Ph

CAPÍTULO 7

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DAS ÁGUAS:

pH, ACIDEZ, ALCALINIDADE E DUREZA

7.1. pH 166

7.1.1. Conceito 166

7.1.2. Importância nos estudos de controle de qualidade de águas 168

7.1.3. Determinação de pH 169

7.1.4. Correção de pH 171

7.2. ACIDEZ DAS ÁGUAS 172

7.2.1. Definição analítica 172

7.2.2. Fontes de acidez nas águas 172

7.2.3. Importância nos estudos de controle de qualidade de águas 174

7.2.4. Determinação da acidez das águas 174

7.2.5. Controle da acidez das águas 176

7.3. ALCALINIDADE DAS ÁGUAS 176

7.3.1. Definição analítica 176

7.3.2. Fontes de alcalinidade nas águas 176

7.3.3. Importância nos estudos de controle de qualidade das águas 177

7.3.4. Determinação da alcalinidade 178

7.3.5. Controle da alcalinidade das águas 182

7.4. DUREZA DAS ÁGUAS 182

7.4.1. Definição 182

7.4.2. Fontes de dureza nas águas 183

7.4.3. Importância nos estudos de controle de qualidade das águas 183

7.4.4. Graus de dureza 184

7.4.5. Tipos de dureza 185

7.4.6. Relação entre alcalinidade e dureza 185

7.4.7. Pseudo-dureza 186

7.4.8. Determinação da dureza 186

7.4.9. Remoção da dureza 188

7.5. QUESTÕES PROPOSTAS 189

7.6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 191

CAPÍTULO 7

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DAS ÁGUAS:

pH, ACIDEZ, ALCALINIDADE E DUREZA

7.1. pH

7.1.1. Conceito

O primeiro equilíbrio químico de interesse que ocorre na água é a dissociação de sua própria molécula, que pode ser representada através da seguinte equação química:

H2O  H+ + OH-

Mais propriamente, o íon hidrogênio, H+, permanece associado à própria molécula de água na forma do íon hidrônio, de modo que este equilíbrio pode ser melhor representado pela seguinte equação química:

2H2O  H3O+ + OH-

Voltando à forma anterior mais simplificada de se expressar tal equilíbrio, a constante de equilíbrio da reação, Keq, pode ser expressa por:

Keq = [H].[OH-]

[H2O]

A concentração molar de água, [H2O], é constante e igual a 1000g/18 = 55,5 mol / L, definindo-se uma nova constante de equilíbrio, Kw, que é o produto iônico da água:

Kw = [H+].[OH-]

O valor de Kw, medido à 25C, é 1,1 x 10-14. Em decorrência da dificuldade de se trabalhar com números muito pequenos, tanto para se expressar concentrações molares como constantes de equilíbrio, introduziu-se na química a notação p(x) = - log x. Em 1909, Sörensen criou a escala de pH, ou de potencial hidrogeniônico, grandeza que define o fator de intensidade de acidez, que se baseia no antilogaritmo das concentrações de H+, ou seja: pH = - log [H+]

Na equação anterior, extraindo-se o logaritmo decimal de ambos os membros, tem-se:

- log Kw = - log [H+] - log[OH-]

 p Kw = pH + pOH

 a 25C  pH + pOH = 14,

de onde se deduz que o ponto neutro correspondente ao valor de pH = 7 pois teríamos, para pKw = 14, pOH = 7 e portanto pH = pOH. Note-se que para outros valores de temperatura, o valor de pKw varia e a neutralidade não corresponde a pH = 7,0.

Para 0C, por exemplo, o ponto neutro ocorre em pH = 6,5 e, a 60C, corresponde ao pH = 7,5.

Conclusivamente, o pH representa a atividade do íon hidrogênio na água, de forma logaritmizada, resultante inicialmente da dissociação da própria molécula da água e posteriormente acrescida pelo hidrogênio proveniente de outras fontes como efluentes industriais (ácido sulfúrico, clorídrico, nítrico, etc), dissociação de ácidos orgânicos como o ácido acético, que resulta da “fase ácida” da decomposição anaeróbia da matéria orgânica, bem como outras substâncias que venham a apresentar reação ácida com o solvente (água).

7.1.2. Importância nos estudos de controle de qualidade de águas

Por influir em diversos equilíbrios químicos que ocorrem naturalmente ou em processos unitários de tratamento de águas, o pH é um parâmetro importante em muitos estudos no campo do saneamento ambiental.

A influência do pH sobre os ecossistemas aquáticos naturais dá-se diretamente devido a seus efeitos sobre a fisiologia das diversas espécies. Também o efeito indireto é muito importante, podendo determinadas condições de pH contribuírem para a precipitação de elementos químicos tóxicos como metais pesados; outras condições podem exercer efeitos sobre a solubilidade de nutrientes. Desta forma, as restrições de faixas de pH são estabelecidas para as diversas classes de águas naturais, tanto de acordo com a legislação federal (Resolução n 357 do CONAMA, de março de 2005), como pela legislação do Estado de São Paulo (Decreto n 8468), que permitem moderados afastamentos do valor de pH = 7,0, tomado como referëncia. O valor de pH é também um resultado importante para a composição dos chamados “índices de qualidade de águas”. No cálculo do IQA utilizado pela CETESB, o pH é um dos nove parâmetros escolhidos. Os critérios de proteção à vida aquática fixam