Alcalinidade e Acidez
Alcalinidade e Acidez
Alcalinidade e Acidez
ALCALINIDADE E DUREZA
1. pH
1.1. Conceito
Keq
H O
2
p Kw = pH + pOH
2
1.3. Determinação de pH
calibração. O bulbo do eletrodo deve ser sempre bem conservado, mantido imerso em
solução de cloreto de potássio. A imersão em água destilada provoca diluição da solução
interna, não sendo procedimento recomendado Existem pH-metros portáteis, que podem
ser utilizados em campo, alimentados por baterias. Além dos pH-metros de laboratório,
existem os industriais, cujas sondas podem ser imersas diretamente nos tanques de
tratamento, emitindo informações contínuas em tempo real.
Os indicadores de pH são substâncias químicas que apresentam mudanças
bruscas de coloração em função da variação do pH do meio. Existem compostos químicos
capazes de cobrir toda faixa de variação de pH, conforme indicado na Tabela 1:
1.4. Correção de pH
Acidez de uma água pode ser definida como sua capacidade de reagir
quantitativamente com uma base forte até um valor definido de pH, devido à presença de
ácidos fortes (ácidos minerais: clorídrico, sulfúrico, nítrico, etc.), ácidos fracos
(orgânicos: ácido acético, por exemplo, e inorgânicos: ácido carbônico, por exemplo) e
sais que apresentam caráter ácido (sulfato de alumínio, cloreto férrico, cloreto de amônio,
por exemplo).
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referência, para transformar dados de concentração molar em mg/L, sendo que o CaCO3
é utilizado universalmente, permitindo a comparação entre resultados em mg/L.
indústrias, onde se empregam bases fortes como soda cáustica e cal hidratada. Em águas
tratadas, pode-se registrar a presença de alcalinidade de hidróxidos em águas abrandadas
pela cal.
reatores anaeróbios devido à formação de sais de ácidos voláteis. Nestes casos, o pH dos
efluentes tratados é superior ao registrado na entrada do reator, sem que se tenha
adicionado alcalinizante artificialmente.
A alcalinidade das águas associa-se à dureza, como será visto adiante,
sendo responsável pela precipitação de carbonatos principalmente em sistemas de águas
quentes, provocando a formação de incrustações.
2) Alcalinidade de hidróxido ocorre até pH 8,3. Na verdade, com base na curva de
titulação de bases fortes, observa-se que o pH igual a 10 seria suficiente. Esta
hipótese está a favor da segurança e a coincidência com o limite da conversão de
carbonato em bicarbonato (pH 8,3) facilita a obtenção dos resultados.
3) Os carbonatos são 50% neutralizados até pH igual a 8,3. Isto porque até o pH 8,3
ocorre apenas a transformação em bicarbonatos, necessitando-se de igual
quantidade do titulante para a conversão final dos bicarbonatos em gás carbônico.
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EXEMPLO: Foram tituladas 04 (quatro) amostras de água com H2SO4 0,02N. Foram
utilizados 100 mL de amostra em cada titulação, tendo-se obtido os seguintes resultados:
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Solução:
Cáculo das alcalinidades:
MH SO
2 4
onde o número 100.000 representa o peso molecular do CaCO3 expresso em mg. Para
MH SO =0,01e V
2 4
AMOSTRA
= 100 mL, pode-se concluir que para a cálculo da
alcalinidade, para estas condições, basta multiplicar o resultado da titulação por 10.
Assim, tem-se:
3
20 12
4.7. Pseudo-dureza
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A titulação é feita com EDTA 0,01M sendo que a amostra tem seu pH
elevado para 10 através da adição de solução tampão. O indicador metalocrômico é o
negro de Eriocromo T (NET), que apresenta viragem de vermelho (vinho) para azul
(escuro), quando a reação de complexação se completa.
O resultado da dureza é expresso em mg/L CaCO3, através da relação:
O abrandamento das águas pode ser feito por precipitação química ou por
troca-iônica. De uma maneira geral, os processos à base de troca-iônica são mais
eficientes, podendo eliminar totalmente a dureza da água ou permitir que se trate apenas
parte da vazão para compor a dureza que se deseje na água tratada. Os processos são
automatizados e produzem pouco lodo. No entanto, esses processos são caros, pelo menos
no que se refere a implantação dos sistemas. Os sistemas à base de precipitação química
são menos eficientes, não sendo capazes de eliminar totalmente a dureza da
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água por obedecer aos princípios do equilíbrio químico. A produção de lodo é maior e
exigem-se técnicos especializados para a realização das operações de tratamento. São
menos sensíveis à qualidade da água bruta, sendo que, nos processos à base de troca
iônica, impurezas da água como matéria orgânica servem como substrato e propiciam o
desenvolvimento de microrganismos que atacam as resinas trocadoras promovendo os
seus desgastes, exigindo reposições temporárias de resina.
Historicamente, os processos à base de troca iônica, que hoje permitem a
desmineralização completa da água através do uso de resinas orgânicas sintéticas
catiônicas e aniônicas, iniciaram-se com o abrandamento da água. Inicialmente foram
descobertos os zeólitos, minerais naturais constituídos de silicatos de alumínio e sódio.
Sabe-se que os solos, as bactérias, têm comportamento de trocadores iônicos. As colunas
preenchidas com zeólitos desenvolvem o abrandamento, que pode ser representado pela
equação:
Ze - Na2 + Ca(ou Mg) Ze - Ca (ou Mg) + 2Na
ou seja, para cada íon cálcio ou magnésio retirado da água dura, são
expelidos dois íons sódio, que não provocam dureza. Quando as colunas têm as suas
capacidades de troca esgotadas, procede-se à regeneração, que pode ser feita com solução
concentrada de cloreto de sódio (salmoura), de acordo com a reação:
Ze - Ca(ou Mg) + 2NaCl Ze - Na2 + CaCl2
5. Questionário
2) Misturando-se quantidades iguais de duas águas, uma com pH = 6,0 e outra com pH
= 8,0 , qual será o pH resultante?
pH: 6,0
6) Pode uma água natural conter acidez e alcalinidade ao mesmo tempo? Justifique.
8) O que é dureza de uma água? Qual a principal forma em que a dureza pode ser
introduzida em uma água natural?
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6. Referências bibliográficas
1. APHA, AWWA, WEF, “Standard Methods for the Examination of Water and
Wastewater”. 18th ed. Washington. 1992.
2. CETESB, “Legislação Estadual, Controle da Poluição Ambiental”. Série Legislação.
São Paulo, 1991.
3. CETESB, “Legislação Federal, Controle da Poluição Ambiental”. Série Legislação.
São Paulo, 1991.
4. KATO, M. T. “Acidez”. Roteiro de aula da disciplina Qualidade da Água, do Ar e
do Solo. Escola de Engenharia Mauá. São Caetano do Sul/SP, 1983.
5. KATO, M. T. “Alcalinidade”. Roteiro de aula da disciplina Qualidade da Água, do
Ar e do Solo. Escola de Engenharia Mauá. São Caetano do Sul/SP, 1983.
6. KATO, M. T. “Dureza”. Roteiro de aula da disciplina Qualidade da Água, do Ar e
do Solo. Escola de Engenharia Mauá. São Caetano do Sul/SP, 1983.
7. KATO, M. T. “pH”. Roteiro de aula da disciplina Qualidade da Água, do Ar e do
Solo. Escola de Engenharia Mauá. São Caetano do Sul/SP, 1983.
8. MINISTÉRIO DA SAÚDE, “Portaria 36: Padrões de Potabilidade”. 1990.
3) Com relação à influência do pH sobre a presença da amônia na água pode ser dito
que:
a) Aumentando-se o pH aumenta-se a concentração de amônia gasosa, que é a forma
mais tóxica para os peixes
b) O aumento do pH leva a umaumento na concentração do íon amônio, que é a forma
mais tóxica para a fauna ictiológica
c) Diminuindo-se o pH aumenta-se a concentração de amônia gasosa que é a forma
mais tóxica para a fauna ictiológica
d) Diminuindo-se o pH aumenta-se a concentração do íon amônio que é a forma mais
tóxica para a afauna ictiológica.
e) A variação de pH não tem qualquer efeito sobre a ação tóxica da amônia na água.
b) zero, 50 e 70
c) 50, 70 e zero
d) 85, 120 e zero
e) 70, 85 e zero