cap10
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cap10


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Radicais: certos grupamentos de Ætomos agem como se fossem um só
elemento em um dado composto. Estes grupamentos recebem o nome de radicais,
e os mais importantes para a qualidade da Ægua sªo dados na Tabela 10.4.
Os radicais nªo se constituem, em si mesmos, compostos, mas juntam-se
a outros elementos para a formaçªo de um composto.
Walter de Paula Lima - 257
TABELA 10.4. Radicais mais comumente encontrados em Æguas naturais.
Nome Fórmula Massa Carga Equivalente-G
Molecular ElØtrica
Amônio NH4
+1 18,0 1+
Hidroxila OH-1 17,0 1-
Bicarbonato HCO3-1 61,0 1-
Carbonato CO3-2 60,0 2-
Ortofosfato PO4-3 95,0 3-
Mono-hidroge HPO4
-1 96,0 2-
no-fosfato
Dihidrogeno- H2PO4
1
97,0 1-
fosfato
Bissulfato HSO4
1
97,0 1-
Sulfato SO4
-2
96,0 2-
Bissulfito HSO3
1
81,0 1-
Sulfito SO3
1
80,0 2-
Nitrito NO2
1
46,0 1-
Nitrato NO3
1
62,0 1-
Hipoclorito OCL-1 51,5 1-
AnÆlise Química da `gua: quando em soluçªo na Ægua, os compostos
inorgânicos se dissociam em Ætomos e radicais eletricamente carregados, referidos
como íons.
Exemplos de íons:
Na+, Cl-, Al+++, NH4
+
, SO4
—
, etc.
Quando se analisa quimicamente uma amostra de Ægua, determina-se a
concentraçªo de um dado íon presente na soluçªo.
Os resultados sªo geralmente expressos em massa do íon por litro de
Ægua, ou seja, mg/l.
258 - FLORESTA E QUALIDADE DA `GUA
A concentraçªo do íon na amostra pode, tambØm, ser expressa em
milequivalentes por litro (meq/l), o que dÆ uma indicaçªo numØrica da massa do
íon disponível para combinaçªo ou reaçªo.
Equivalente-grama:
a) elemento=
b) radical =
c) Æcido =
d) base =
e) sal e óxido =
Milequivalente por litro (meq/l) =
Os resultados da anÆlise química de uma amostra de Ægua expressos em
mg/l (concentraçªo) nªo possibilitam a visualizaçªo da composiçªo química
provÆvel da Ægua.
Por esta razªo, Ø conveniente expressar os resultados em meq/l, o que
possibilita a representaçªo grÆfica da composiçªo provÆvel da Ægua, alØm de
permitir uma maneira de checar os resultados obtidos.
Esta checagem baseia-se no fato de que, para a Ægua em equilíbrio, a
massa atômica
val\u152ncia
massa atômica
carga elØtrica
n\u153mero de H Æcidos que reagem
mol
n\u153mero de OH que reagem
 mol
val\u152ncia total do cÆtion ou ânion
mg/l
equivalente-grama
mol
Walter de Paula Lima - 259
soma dos meq/l de cÆtions deve ser igual à soma em meq/l de ânions.
Um exemplo desta checagem e da visualizaçªo que se pode obter da
composiçªo química provÆvel da amostra atravØs do grÆfico de barras de meq/
l Ø dado a seguir.
Exemplo: a anÆlise química de uma dada Ægua superficial apresentou os seguintes
resultados (mg/l):
0 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0
Primeiramente, expressam-se as concentraç\u131es em meq/l. Constrói-se,
em seguida, um grÆfico de barras em escala proporcional ao total de meq/l dos
resultados, onde aparecem os cÆtions (em meq/l) e ânions (tambØm meq/l). A
composiçªo química provÆvel Ø, entªo, estabelecida com base nos meq/l
disponíveis, como segue:
Escala: meq/l
Alcalinidade : 108
ABS : 0,1
Ars\u152nio : 0
BÆrio : 0
Bicarbonato : 131
CÆdmio : 0
CÆlcio : 35,8
Cloro : 7,1
Cromo : 0
Cobre : 0,1
Cianeto : 0
Fl\u153or : 0,7
Ferro : 0,1
Chumbo : 0
MagnØsio : 9,9
Nitrato : 2,2
pH : 7,6
Fenóis : 0
Fósforo : 0,5
PotÆssio : 3,9
Sel\u152nio : 0
Prata : 0
Sódio : 4,6
Sulfato : 26,4
TDS : 220
Zinco : 0
Turbidez : 5
Cor : 5
260 - FLORESTA E QUALIDADE DA `GUA
GrÆfico de barras: meq/l
Ca = 1,79
HCO3 = 2,15
Mg = 0,80 cÆtions
SO4 = 0,55 ânions
Cl =
0,2
K =
0,1
 Na =
0,2
Composiçªo química provÆvel: meq/l
1,79 0,36 0,45 0,1 0,1 0,1
Ca(HCO3)2 Mg(HCO3)2 MgSO4 Na2SO4 NaCl KCl
Reaç\u131es `cido-Base (Neutralizaçªo): Ao se adicionar H2SO4 na Ægua
ocorre dissociaçªo em íons H+ e SO4
-2
 , tornando-se a Ægua uma soluçªo Æcida.
Uma soluçªo bÆsica, por sua vez, resultaria da adiçªo de uma substância
alcalina, como a soda (NaOH), por exemplo.
A adiçªo de quantidades equivalentes de H2S04 e NaOH na Ægua resulta
em reaçªo de neutralizaçªo, formando um sal em soluçªo, de acordo com a
equaçªo:
H2SO4 + 2NaOH 2H2O + Na2S04
Reaç\u131es de Oxidaçªo-Reduçªo: Muitas reaç\u131es químicas envolvem
mudança de val\u152ncia, ou a adiçªo de oxig\u152nio a uma das substâncias reagentes.
Oxidaçªo = adiçªo de oxig\u152nio ou perda de elØtrons;
Reduçªo = subtraçªo de oxig\u152nio ou adiçªo de elØtrons.
Exemplo clÆssico: ferrugem
4Fe + 302 = 2Fe2O3
Walter de Paula Lima - 261
Na Ægua, um exemplo prÆtico de reaçªo de oxi-reduçªo Ø o tratamento
para a remoçªo de ferro ferroso em soluçªo atravØs da oxidaçªo com KMnO4.
O ferro ferroso, assim como o mangan\u152s manganoso (Mn2+), sªo sol\u153veis
em Ægua e, desta forma, permanecem invisíveis, ocorrendo em Ægua de poço e
em alguns reservatórios onde ocorrem condiç\u131es anaeróbicas. Quando expostas
ao ar, estas formas reduzidas sªo lentamente transformadas (oxidadas) em formas
visíveis (ferro fØrrico = Fe3+ e mangan\u152s mangânico = Mn4+), que sªo insol\u153veis
e aparecem na forma de óxidos castanhos de ferro e mangan\u152s (HAMMER,
1977).
Na adiçªo de KMnO4 ocorre a precipitaçªo do ferro e mangan\u152s:
Fe(HCO3)2 + KMnO4 = Fe(OH)3 + MnO2
bicarbonato hidróxido dióxido de
ferroso fØrrico mangan\u152s
Mn(HCO3)2 + KMnO4 = MnO2
bicarbonato
manganoso
Nas reaç\u131es acima: Fe2+ ——— > Fe3+
Mn7+ ——— > Mn4+
Reaç\u131es de Precipitaçªo: A Ægua funciona como solvente quase que
universal, dissolvendo a maioria dos compostos inorgânicos.
Alguns compostos se dissociam rapidamente (Ex.: NaCl), enquanto que
outros demoram mais(Ex.: Fe).
O CaCO3, que Ø a famosa incrustaçªo interna de encanamentos de caldeiras,
dissocia-se em íons Ca2+ e CO3
2-
, numa taxa que depende do pH da Ægua.
`gua mole (baixa concentraçªo de íons Ca2+) tende a dissolver o CaCO3
mais rapidamente, enquanto que Ægua dura tende a formar as incrustaç\u131es de
CaCO3 nas paredes internas das tubulaç\u131es.
262 - FLORESTA E QUALIDADE DA `GUA
Um dos processos de remoçªo da dureza da Ægua consiste no emprego de
cal (CaO), a qual remove tanto o Ca como o Mg atravØs de reaç\u131es de
precipitaçªo. Usa-se a cal extinta (Ca(OH)2), que, adicionada à Ægua, aumenta
o pH, alØm de funcionar como fonte adicional de íons Ca2+, resultando na
precipitaçªo do CaCO3, que poderÆ, entªo, sedimentar-se ou ser filtrado:
CaO + Ca(HCO3)2 = 2CaCO3 + H2O
Solubilidade dos Gases: A maioria dos gases Ø sol\u153vel em Ægua.
Para o oxig\u152nio a solubilidade varia com a pressªo baromØtrica, a
temperatura atmosfØrica, e a concentraçªo de cloro na Ægua.
A Tabela 10.2. contØm os valores de saturaçªo de oxig\u152nio, baseados em
condiç\u131es atmosfØricas normais (21% de O2).
Para o cÆlculo das concentraç\u131es de saturaçªo de oxig\u152nio a press\u131es
baromØtricas diferentes de 760 mm Hg, utiliza-se a seguinte relaçªo:
C’ = C
onde:
C’ = solubilidade do O2 à pressªo baromØtrica P (mm Hg)
C = Tabela 10.2.
p = pressªo de saturaçªo de vapor à temperatura dada na tabela 10.5.
Cloro: o cloro Ø importante para a desinfecçªo de Ægua. O Cl2 reage com
a Ægua para formar o Æcido clorídrico, e o grau de ionizaçªo depende do pH.
Cl2 + H2O HCl + HOCl H
+ + OCl-
Æcido Æcido
clorídrico hipocloroso
P - p
760 - p
pH > 9
pH < 9
pH > 4
pH < 4
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TABELA 10.5. Valores de Saturaçªo de oxig\u152nio à Pressªo AtmosfØrica de
760 mm Hg (HAMMER, 1977).
Tempera- Oxig\u152nio Correçªo(-) Pressªo de
tura dissolvido devido à saturaçªo de
(oC) (mg/l) presença de cloro vapor
(por 100 agll Cl) (em Hg)
0 14,6 0,017 5
1 14,2 0,016 5
2 13,8 0,015 5
3 13,5 0,015 6
4 13,1 0,014 6
5 12,8 0,014 7
6 12,5 0,014 7
7 12,2 0,013 8
8 11,9 0,013 8
9 11,6 0,012 9
10 11,3 0,012 9
11 11,1 0,011 10
12 10,8 0,011 11
13 10,6 0,011 11
14 10,4 0,010 12
15 10,2 0,010 13
16 10,0 0,010 14
17 9,7 0,010 15
18 9,5 0,009 16
19 9,4 0,009 17
20 9,2 0,009 18
21 9,0 0,009 19
22 8,8 0,008 20
23 8,7 0,008 21
24 8,5 0,008 22
25 8,4 0,008 24
26 8,2 0,008 25
27 8,1 0,008 27
28 7,9 0,008 28
29 7,8 0,008 30
30 7,6 0,008 32
264 - FLORESTA E QUALIDADE DA `GUA
O pH da Ægua Ø importante,