sebenta - pl hidrologia

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Daniela Pimenta 2022/2023 
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Desenvolvimento analítico 
A água destinada ao consumo humano deverá estar sujeita a análises que nos deem 
informação sobre parâmetros microbiológicos, químicos e indicadores. 
 Para um desenvolvimento analítico devemos efetuar a colheita de uma amostra que 
deverá ser homogénea, representativa e não pode modificar as características próprias do 
que se pretende analisar, como: 
o Cor; 
o Turvação; 
o Cheiro; 
o Temperatura; 
o pH; 
o Condutividade. 
!!! Nesta primeira fase, a colheita da amostra, pode originar erros caso seja realizada de 
maneira incorreta. 
 Estes parâmetros acima descritos têm de ser analisados “in situ”, isto é, são determinados 
no local de colheita. 
!!! Outros parâmetros como por exemplo o sabor, devem ser avaliados/analisados em 
laboratório, após a obtenção dos dados microbianos. 
 Os recipientes de metal não podem ser usados devido à possibilidade de corrosão, 
libertação de gás, alteração de parâmetros a analisar e de indução enzimática no 
desenvolvimento microbiano. 
 Os recipientes de plástico são especialmente recomendados na colheita de amostras para 
análise de iões que possam estar contidos no vidro (B, Si, F e Hg). Não podem ser usados 
para as determinações de hidrocarbonetos, óleos e gorduras, pesticidas, fosfatos e gases 
dissolvidos. 
!!! Alguns compostos como hidrocarbonetos, óleos e gorduras podem ficar adsorvidos no 
plástico. Nesse caso poderá ser necessário recorrer a recipientes de vidro. 
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 Os recipientes de vidro borossilicatado são os mais utilizados na colheita de amostras de 
água. Excluindo a colheita de águas para análise de boro, sílica, radioatividade, flúor e 
mercúrio. 
!!! O recipiente a utilizar vai depender dos parâmetros a analisar, muitas das vezes é 
necessário fazer a colheita da amostra para recipientes de materiais diferentes, de maneira a 
permitir o máximo de análises possível. 
 A colheita de amostras de água, para análise de parâmetros que não os microbiológicos, é 
realizada da seguinte forma: 
I. Enxaguar, pelo menos, 3 vezes com a água a colher; 
II. Encher completamente o recipiente e rolhar de imediato de modo a não deixar 
bolhas de ar entre a água e a rolha; 
III. Quando a toma for feita em rio, lago, poço ou depósito, a colheita tem que ser feita 
a 50 cm quer do fundo, quer da superfície, quer das margens, quer das paredes 
laterais; 
IV. Se a toma for feita em torneira ou em fontanário, é necessário deixar escoar 10 
minutos, no mínimo, antes de efetuar a colheita; 
V. Se a toma for feita através de bomba, é necessário um escoamento prévio de 30 
horas ou, pelo menos, 10 horas se a bomba estiver a trabalhar 3 dias consecutivos. 
 O transporte da toma de amostra deve ser efetuado em mala térmica entre 4 e 6ºC 
(obrigatório no caso de parâmetros microbiológicos) de forma a evitar: 
o possíveis reações químicas (por exemplo, oxidações Fe2+ a Fe3+); 
o perda de gases dissolvidos (se a temperatura for elevada há maior possibilidade de 
libertação de gases); 
o desenvolvimento bacteriano. 
 A quantidade de amostra a colher deve situar-se entre os 2 e os 5 litros. 
 O tempo máximo de espera entre a toma e o início da análise é de 8 horas para parâmetros 
microbiológicos, 72 horas no caso dos outros parâmetros, desde que se trate de águas 
consideradas não poluídas, conservadas entre 4 e 6 ºC. 
 Na determinação da grande maioria dos metais, pode haver intervalos de um mês. 
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Condutividade 
A condutividade é um parâmetro indicador da capacidade que uma solução tem de conduzir 
a corrente elétrica. É uma propriedade intrínseca do próprio material e depende dos iões que 
a solução tem dissolvidos. É útil para definir o grau de mineralização da água (é um medida 
global). 
 É o inverso da resistividade 
 Unidades: µS/cm 
É influenciada: 
- Pela quantidade de iões (maior quantidade de iões, maior condutividade); 
- Pela “qualidade” de iões (substâncias que se dissociam facilmente, maior 
condutividade); 
- Pela valência do ião (maior valência, maior condutividade -> ião trivalente é mais 
condutível que o seu correspondente bivalente); 
- Mobilidade (maior mobilidade, maior condutividade); 
- Temperatura (a mesma água a temperatura diferentes terá uma maior condutividade 
naquela em que a temperatura é maior). 
A condutividade é importante por permite uma classificação primária de uma água em: 
 Pouco mineralizada (são as mais usadas para consumo doméstico); 
 Muito mineralizada 
Sugestão de poluição: 
o Ex: aumento de condutividade ao longo de um curso de água reflete a presença de 
compostos inorgânicos dissociáveis; 
 
o Ex: diminuição de condutividade ao longo de um curso de água reflete a presença de 
compostos orgânicos pouco dissociáveis 
 
 
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No caso de água purificada, a condutividade permite também saber se a purificação foi bem 
realizada, uma vez que uma água purificada deve apresentar uma baixa condutividade (menor 
que 2µS/cm), os únicos iões presentes são apenas H+ e OH-, resultantes da proteólise da água 
(H2O → H+ + OH-). 
A água para consumo apresenta maior condutividade uma vez que estão presentes mais iões 
em solução. 
Procedimento laboratorial 
a) Determinação da condutividade da amostra 
O condutímetro possui uma célula e vamos avaliar a condutividade e a temperatura de uma 
toma de amostra. Anotar os valores. Repetir a operação pelo menos mais uma vez. Determinar 
a condutividade de amostra a 20˚C sabendo que a condutividade aumente 1,9% / ˚C. 
O valor paramétrico é de 2500 µS/cm a 20ºC 
 
Queremos sempre a condutividade à temperatura dos 20˚C e por isso sabendo que aumenta 
1,9% por grau podemos fazer os cálculos que nos permite obter esse valor. 
Cálculos – exemplo 
- Medição a 23,1ºC foi de 1446,6 µS/cm 
1. Calcular a diferença de temperatura: 23,1 – 20 = 3,1 ºC 
Sabemos que a condutividade aumenta 1,9% por 1ºC, então por 3,1ºC aumenta X: 
 
 
Assumindo que o valor medido corresponde a 100%, vamos calcular o que corresponde a 
5,89%: 
 
C20ºC = Cm*K Onde K é a constante da célula 
1,9%-------1ºC 
 X -------3,1ºC X=5,89% 
 
1446,6 µS/cm -------100% 
 ΔC -------5,89% ΔC =85,2 µS/cm 
 
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Como a temperatura de medição é superior a 20ºC temos um erro por excesso, sendo 
necessário subtrair o valor da correção ao valor obtido na medição, assim vem: Condutividade 
a 20ºC é 1446,6 - 85,2 = 1361,4 µS/cm. 
Caso a temperatura de medição seja inferior a 20ºC é necessário somar o valor da correção 
ao valor obtido na medição. 
!!!! SAI EM EXAME E NORMALMENTE NÃO AVISAM QUE É PRECISO FAZER A CORREÇÃO PARA 
20ºC !!!! 
- Medição da aula: 22,4 µS/cm já corrigido. 
 
Cloretos 
A origem poderá ser: 
 Mineral ou geológica: 
o Minas de sal-gema; 
o Mar (influencia, pois podem formar-se aerossóis e que podem ser transportados 
até aos solos); 
o Constituição dos terrenos. 
 Águas residuais de: 
o Indústrias químicas; 
o Reservas de petróleo. 
 Dejetos de animais/humanos: 
o A urina e fezes apresentam valores elevados de cloretos. O Homem, em média, 
elimina 10 a 15 g de NaCl/dia. 
A importância do seu teor tem a ver principalmente com o catião a que estão associados. 
Se for o sódio (Na+) e este se encontrar em níveis elevados podemos ter inconvenientes ao 
nível de sabor, de problemas cardíacos e hipertensão, glomerulonefrite. 
Além do mais, pode ser um sinal de poluição animal recente. 
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Determinação dos cloretos 
Esta pode ser por potenciometria seletiva ou por volumetria de precipitação (o cloreto só 
precipita com alguns catiões e é isso que vamos ter em conta nesta técnica). O valor 
paramétrico é de 250mg/L. 
A nossa volumetria de precipitação baseia-se no Método de Mohr: titulação de um sal de 
halogéneo (Cl-)com AgNO3, na presença de K2CrO2 (que é o indicador). 
A primeira é uma reação de precipitação é muito extensa e que permite formar o cloreto de 
prata que é um precipitado branco. 
Cl- + Ag+ ↔ AgCl ↓ (branco) 
Quando chega ao ponto de equivalência, vai-se esgotar o cloreto e a primeira gota de nitrato 
de prato que cai na solução deverá ser aquele que reage com o cromato e precipita formando 
o cromato de prata que é cor de tijolo. 
CrO4
2- + 2Ag+ → Ag2CrO4 ↓ (cor tijolo) 
Também é feito um ensaio em branco (com água purificada) e o valor não pode ser 
desprezável pois só é certo o que referimos à cerca da primeira gota a cair se a concentração 
do indicador for suficiente. Por este motivo, é necessário ver qual a quantidade de nitrato de 
prata que tem de reagir com o indicador para que ocorra precipitação e por isso ao volume 
do nosso ensaio temos de subtrair o volume do branco de maneira a eliminar o erro associado 
a um défice de cromato adicionado à água. 
Os inconvenientes deste método são a impossibilidade de utilização em águas turvas e o facto 
de ser apenas aplicável às titulações em meio neutro ou ligeiramente alcalino. 
Procedimento laboratorial 
1. Medir 150 ml de água em análise 
2. Adição do reagente 
3. Adicionar o nitrato de prata à bureta 
4. Fazer a titulação até à mudança de 
cor 
5. Anotar o volume 
6. Cálculos 
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Existem 3 espécies em solução e temos de ter certeza que o primeiro que precipita é o cloreto 
de prata. Pelas constantes de solubilidade garantimos que os iões Cl- são os primeiros a 
reagirem e garantimos também que possuímos a concentração de cromato necessária 
(calculada com os valores de Ks). 
É necessário fazer um ajuste de pH quando a nossa amostra não se encontra entre 6 e 8 uma 
vez que: 
- Se for inferior a 6 há mais H+ em solução e o ião cromato passa a dicromato. O dicromato 
não muda de cor ao reagir com a prata, impedindo a visualização do ponto de 
equivalência. 
- Se for superior a 8,2 os iões carbonatos vão reagir com a prata e vamos ter um erro por 
excesso pois os carbonatos são contabilizados como se fossem cloretos. 
- Se for superior a 10,6 vamos ter a presença de OH- livre que reage com a prata e pode 
levar à formação de um precipitado preto e por isso torna-o inviável. 
- Pode haver outras substâncias que reagem com a prata, nomeadamente os sulfuretos 
(têm um cheiro característico a ovos pobres). 
 
Metodologia 
 
 
 
 
Cálculos 
M (Cl-) = 35,5 g/mol 
M (NaCl) = 58,5 g/mol 
Vbranco = 1,5 mL 
Vensaio = 2,9 mL 
 
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pH 
O valor paramétrico das águas para consumo humano varia entre 6,5 e 9. É medido numa 
solução aquosa utilizando um elétrodo. É importante ter atenção à: 
o Importância da calibração: determinar o pH de 3 soluções cujo pH é conhecido e depois 
avaliar se é necessário ou não fazer o ajusto; 
o Determinação deve ser feita no local da amostragem 
Em Portugal, a maioria das águas são neutras ou ácidas. Há algumas exceções em que a água 
é ligeiramente alcalina. Muitas vezes isto encontra-se relacionado com as formações 
geológicas existentes no local. 
O pH de uma água reflete os terrenos por onde a água atravessa, em terrenos calcários o pH 
> 7 e em terrenos vulcânicos o pH < 7, e devido ao CO2, uma maior concentração de CO2 
conduz a um menor pH. 
O pH é também utilizado para ajustar os processos de tratamento de água, nomeadamente 
os processos de coagulação e desinfeção, é importante também na relação 
acidez/alcalinidade. 
O valor do pH não nos vai informar se a água se encontra impropria para consumo, uma vez 
que, assim como a condutividade, é o parâmetro indicador. 
Procedimento laboratorial 
I. Calibração do aparelho; 
II. Determinação do pH 
a. Limpar o elétrodo; 
b. Colocar a nossa amostra 
Valor lido: 6,26 (o aparelho demora algum tempo a estabiliza). 
 
Alcalinidade 
Muito relevante no que diz respeito à corrosividade. Por definição é a quantidade de ácido 
que gastamos para neutralizar as espécies básicas/alcalinas da nossa água. 
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As espécies que mais contribuem: 
o Ião hidróxido (OH-); 
o Ião carbonato (CO3
2-); 
o Ião bicarbonato (HCO3
-). 
Na alcalinidade podemos calcular o Título Alcalimétrico (TA) ou o Título Alcalinimétrico 
completo (TAC). Nas águas para consumo o mais comum é haver apenas valor para o TAC. Os 
indicadores utilizados são a fenolftaleína (passa de incolor a rosa com o aumento do pH) e a 
heliantina (passa de laranja para amarelo com o aumento do pH). 
Uma água nunca possui os três iões em conjunto, ou possui cada um dos iões individualmente, 
ou não possui nenhum ião, ou tendo iões em conjunto são apenas o hidroxilo e o carbonato. 
O Título Alcalimétrico (TA) = [OH-] + 
1
2
[CO3
2-], e corresponde ás substâncias que produzem a 
alcalinidade até à viragem da fenolftaleína. 
O Título Alcalimétrico Completo (TAC) = [OH-] + [CO3
2-] + [HCO3
-], e corresponde a todas as 
substâncias que conferem alcalinidade até à viragem da heliantina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tal como referido anteriormente nem sempre as 3 espécies são tidas em conta para a 
alcalinidade, no caso da nossa água como o pH é de 6,26 sabemos que o ião hidróxido e o 
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carbonato não se encontram em solução (com a adição da fenolftaleína não há alteração para 
rosa pois isso só acontece num pH > 8,2). Neste caso, TA=0. 
 
 
 
Cálculos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Se o pH>10,6 significa que temos apenas OH- presente na água; 
Se o 8,2<pH<10,6 significa que temos apenas CO3
2- presente na água; 
Se o pH<8,2 significa que temos apenas HCO3
- presente na água; 
 
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Índice de corrosividade 
É uma medida qualitativa. É realizado o teste do Mármore que avalia o poder incrustante ou 
agressivo de uma água, permite avaliar o deslocamento do equilíbrio entre a água e o 
carbonato de cálcio. 
Procedimento laboratorial 
1. Avaliar o pH ou a alcalinidade da água. 
2. Num frasco de vidro âmbar (250ml) colocar 2,5g de pó de mármore (CaCO3). 
3. Adicionar a água e fechar o frasco de maneira que não fique ar dentro do frasco. 
4. Agitar, pelo menos, duas vezes por dia durante 3 dias (72h). 
5. Filtrar a água. 
6. Analisar novamente o pH ou a alcalinidade. 
A filtração é importante pois é preciso garantir que não haverá nada a dificultar a visualização 
da mudança de cor durante a medição da alcalinidade. 
 
Se a alcalinidade final (Af) > alcalinidade inicial (Ai) ou pH final (pHf) > pH inicial (pHi) significa 
que: 
o O equilíbrio deslocou-se para a esquerda porque há excesso de CO2 e/ou défice de Ca2+ 
(água pouco dura); 
o A água é agressiva (houve dissolução do carbonato de cálcio). 
Se Af < Ai ou pHf < pHi significa que: 
o O equilíbrio deslocou-se para a direita porque há défice de CO2 e/ou excesso de Ca2+ 
(água muito dura); 
o A água é incrustante (houve precipitação do carbonato de cálcio). 
Se Af =Ai ou pHf = pHi significa que: 
o Há equilíbrio nesta reação; 
o A água não é corrosiva nem incrustante. 
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Posteriormente á filtração foram retirados 50mL de água do filtrado e avaliada a alcalinidade, 
recorrendo a uma titulação com HCl: 
 
 
 
 
 
 
 
Segundo os resultados obtidos, a alcalinidade final (117,12mg de HCO3
-/L) é superior à inicial 
(65,88mg de HCO3
-/L), a água é agressiva/corrosiva. No entanto houve um erro na técnica que 
pode ter feito com que desse um valor superior, podendo esta água não ser nem corrosiva 
nem incrustante. Para ter mais certezas poderemos verificar qual a dureza da água. 
Acidez 
É a quantidade de base forte usada para neutralizar as espécies ácidas presentes na água. As espécies 
que mais contribuem: 
o Ião hidrónio (H+); 
o Dióxido de carbono (CO2); 
o Ião bicarbonato (HCO3
-) –> espécie anfotérica.Daniela Pimenta 2022/2023 
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Cálculos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Acidez exercício 
Calcule a acidez de uma amostra de água (100 mL) onde se gastou para neutralizar a acidez 
de uma água, tanto na determinação da acidez mineral como na determinação da acidez total, 
5 mL de NaOH 0,02N. Apresente os resultados em mg de H2 SO4 por litro de água. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Dureza total -> cálcio e magnésio 
Corresponde a todos os catiões metálicos, exceto os metais alcalinos e ião hidrogénio. Os que 
existem em quantidade superiores e que são os maiores responsáveis pela dureza da água são 
o cálcio e o magnésio, daí a seguinte expressão: 
Os resultados podem ser apresentados em várias unidades: 
- mg CaCO3/L (Portugal); 
- ˚F (grau francês) = 10 mg CaCO3/L; 
- ˚D (grau alemão) = 10 mg CaO/L. 
Mecanismo dos detergentes para a remoção de gordura 
Quando a água é muito dura o cálcio e o magnésio ligam-se à cabeça dos lípidos e os 
detergentes aniónicos precipitam, não se formando as micelas e ocorrendo a perda do efeito 
detergente. 
Tal como referido anteriormente, a dureza total corresponde a todos os catiões metálicos, 
exceto os metais alcalinos e ião hidrogénio, e é dada pela soma das concentrações de cálcio e 
magnésio ou dureza carbonatada mais a dureza não carbonatada. 
o DC (dureza carbonatada) = Ca2+ e/ou Mg2+ ligados a (OH-)2, CO3
2- ou (HCO3
-)2, que são os 
aniões que conferem alcalinidade. 
o DNC (dureza não carbonatada) = Ca2+ e/ou Mg2+ ligados a (SO4)2- , Cl- ou (NO3
-)2 que são 
aniões que não conferem alcalinidade. 
Método complexométrico 
O EDTA vai ser o nosso titulante e vai ligar-se de uma forma muito forte, através de uma 
reação, aos catiões (cálcio e magnésio) formando complexos estáveis. Desta ligação resulta a 
libertação de hidrogénio, que acidifica o meio – é usado um tampão para manter o pH alcalino. 
É necessário garantir o pH alcalino para garantir que a constante de formação é superior a 108 
e para garantir também que o complexo se mantém formado. 
Os M2+ (metais) substituem os H dos grupos OH e ligam-se (reação de coordenação) com o Y, 
havendo a libertação de H+. Para manter o pH alcalino de modo a que a constante de formação 
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condicional dos complexos M-EDTA > 108, e a reação de complexação seja quantitativa é 
necessário usar um tampão amónia/cloreto de amónio. 
O EDTA pode ter várias conformações. Estas não estão relacionadas com a concentração total 
de EDTA, apenas o pH se relaciona. Num pH alcalino está mais disponível para ligar ao metal 
(está sem H+). 
Seja qual for a espécie predominante de EDTA na solução, o complexo formado é sempre o 
mesmo, e envolve sempre o EDTA apenas na forma completamente desprotonada, Y4-. Assim, 
o catião metálico compete com os protões pelo EDTA, e quanto menor for a concentração 
daqueles (quanto maior for o pH), maior será o grau de complexação. De facto, a pH  10, a 
maior parte do quelante não complexado está associada a protões e indisponível para a 
complexação. 
O indicador usado é o negro de eriocromo, que apresenta coloração azul-escura. Quando 
adicionamos água instantaneamente passa o vermelho vinoso, isto significa que o indicador 
se ligou ao cálcio e magnésio (tal só ocorre a pH alcalino). A constante de ligação é mais fraca 
do que com o EDTA, assim que adicionamos uma gota de titulante o EDTA “rapta” o metal e 
liga-se a ele. No ponto de equivalência todo o Ca2+ e Mg2+ formam complexo com o EDTA com 
contantes superiores às formadas com o indicador. Assim o indicador fica livre e azul 
novamente. 
O pH é mantido na alcalinidade uma vez que se for inferior a 7 a transição de cor seria do 
vermelho vinoso para laranja, que é uma transição pouco nítida e percetível. Assim a gama de 
trabalho de pH é entre 7-11. 
Resumindo: 
 Com um pH = 9,5 – 10 garantimos: 
o Maior afinidade do EDTA para o cálcio e magnésio; 
o Para o indicador ficar azul na forma livre o pH 7-11; 
o pH mais elevado que 10 pode levar à precipitação do cálcio e do magnésio. 
 Temperatura = 30ºC permite uma rápida viragem do indicador, permitindo ter uma 
maior precisão sobre o volume de EDTA gasto. 
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Cálculos 
 
 
 
 
 
 
 
Cálcio 
É determinado por método complexométrico com EDTA após precipitação do Mg a pH 12-13 
com NaOH, apesar de poder ser determinado também por espectrofotometria por plasma 
induzido (ICP - AES), espectrofotometria de absorção atómica, gravimetria. Sabemos que o 
magnésio precipita em 12<pH<13, e desta maneira ficamos apenas com o cálcio em solução. 
No entanto o pH não pode ser superior a 13 uma vez que nessas condições ocorreria a 
precipitação do cálcio. O indicador usado foi a murexida (purpurato de amónia) que possui 
uma coloração roxa. Ao adicionar a água a coloração fica mais clara. O ponto de equivalência 
é obtido quando a murexida fica livre, observando-se uma cor com tom lilás. 
Em meio alcalino, os complexos com os metais e indicadores são mais estáveis (desprotonação 
EDTA), ou excesso de NaOH ou solução tampão para impedir a acidificação do meio devido à 
libertação de H+ do EDTA e manutenção de K´(M-EDTA) > 108. 
Cálculos 
 
 
 
 
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Magnésio 
Neste caso o magnésio é determinado por subtração do valor de cálcio, expresso em mg 
CaCO3/L, ao da dureza total, expresso também em mg CaCO3/L, no entanto pode ser obtido 
também por gravimetria, colorimetria, espectrofotometria de absorção atómica e 
espectrofotometria por Plasma induzido (ICP-AES). 
Cálculos 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Relação TA/TAC e iões responsáveis pela alcalinidade 
 
 
 
 
 
Analisando a relação entre TA e TAC, é simples inferir quais, dos três possíveis (OH-, HCO3- , 
CO3
2- ), são os iões conferentes de alcalinidade que podem existir em determinada água. Das 
várias combinações possíveis, todas aquelas que incluiriam hidróxido e bicarbonato em 
simultâneo estão excluídas, pois estes reagem completamente de acordo com: 
 
Relativamente às possibilidades de combinação destes iões na água existem 6: 
o Nenhum ião se encontra na água (1); 
o Encontra-se apenas um, dos três iões possíveis, na água (3); 
o Encontra-se o ião hidróxido e o ião carbonato na água (1); 
o Encontra-se o ião carbonato e ião hidrocarbonato na água (1). 
1º caso 
O pH é inferior a 4,4, ou seja, ao adicionar heliantina a água 
fica laranja, ainda antes de começar a titulação (V2=0). O que 
significa que ao adicionar a fenolftaleína a solução fica 
incolor (V1=0). 
V1 (volume gasto para a fenolftaleína) = V2 (volume gasto 
para virar a heliantina) = 0 
TA = TAC = 0 
Conclusão – nenhum dos 3 iões está presente na água. 
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2º caso 
A curva de titulação é típica de uma base forte – OH-. Se 
existissem outros iões, a forma da curva não poderia ser esta. 
Existindo apenas OH- em quantidade significativa, decorre que 
o pH da água é elevado (superior a 10,6). Ao adicionar a 
fenolftaleína a cor fica rosa (V1≠ 0). Ao adicionar heliantina a 
água fica amarela, devido ao pH>8,2. 
V1 = V2 ≠ 0. TA = TAC ≠ 0 
Conclusão – a alcalinidade deve-se ao hidróxido. 
3º caso 
Curva de titulação de uma base muito fraca – HCO3
-. Se 
existisse CO3
2-, a forma da curva não poderia ser esta (haveria 
um ponto de equivalência a pHs mais elevados). A água 
apresenta pH entre os valores correspondentes à viragem da 
heliantina e da fenolftaleína (4,4 < pH < 8,2). 
V1 = 0; V2 ≠ 0. TA = 0, TAC ≠ 0 
Conclusão – a alcalinidade deve-se ao bicarbonato. 
 
4º caso 
Curva de titulação típica de uma base diprótica – CO3 2- . Se 
existisse algum dos outros iões, ter-se V2 ≠ 2V1. A água 
apresenta pH superior ao da viragem da fenolftaleína (8,2) 
mas inferior a 10,6 (pois de outro modo a concentração de 
iãohidróxido seria significativa, e a forma da curva diferente). 
V1 = V2/2 ≠ 0. TA = TAC/2 ≠ 0 
Conclusão – a alcalinidade deve-se ao carbonato. 
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5º caso 
Semelhante ao caso anterior, mas agora o segundo ramo da 
curva de titulação é mais extenso do que o primeiro. Isto sucede 
porque o carbonato titulado no primeiro ramo (e transformado 
em bicarbonato) consome uma quantidade de ácido idêntica à 
gasta no primeiro ramo, à qual acresce a necessária para titular 
bicarbonato que já existia na água. A água apresenta pH superior 
ao da viragem da fenolftaleína (8,2), mas inferior a 10,6 (pois de 
outro modo a concentração de ião hidróxido seria significativa, o que é incompatível com a 
existência do bicarbonato). V1 < V2/2. TA < TAC/2 
Conclusão – a alcalinidade deve-se ao carbonato e bicarbonato. 
6º caso 
Semelhante ao caso 4, mas agora o primeiro ramo da curva de 
titulação é mais extenso do que o segundo. Isto sucede porque 
todo o carbonato titulado no primeiro ramo consome uma 
quantidade de ácido idêntica à 23 depois gasto no segundo 
ramo com o bicarbonato por ele gerado, à qual acresce a 
necessária para titular o hidróxido que já existia na água. A 
água apresenta pH superior ao da viragem da fenolftaleína 
(8,2) e mesmo superior a 10,6 (pois de outro modo a concentração de hidróxido nãos seria 
significativa). V1 > V2/2. TA > TAC/2 
Conclusão – a alcalinidade deve-se ao ião hidroxilo e carbonato. 
Exercícios de aplicação 
1. Uma água apresenta TA = 2,0 mL H2SO4 0,01N / 100 mL de água e TAC = 6,8 mL H2SO4 
0,01N/100 mL de água. 
a) Quais os iões responsáveis pela sua alcalinidade? 
 
Daniela Pimenta 2022/2023 
 21 
 
b) Determine as suas concentrações em mg ião/L. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Tendo em conta o rótulo da água de Monchique: Bicarbonato – 113mg/L e carbonato – 20 
mg/L. 
a. Calcule o TA e TAC (meq/L). 
 
 
 
 
b. Imagine que vai titular esta água (50 mL) com HCl 0,02 M, tal como fez no laboratório 
com a sua água. Que volumes de titulante espera gastar até viragem da fenoftaleína 
e da heliantina? 
 
 
 
 
Daniela Pimenta 2022/2023 
 22 
 
Oxidabilidade 
A oxidabilidade é um dos parâmetros de qualidade da água destinada ao consumo humano é 
um parâmetro indicador em que o máximo permitido é 5 mg/L O2. A oxidabilidade de uma 
água é a quantidade de oxigénio consumido para consumir as espécies redutoras de uma 
água. É importante para aferir o potencial de se virem a desenvolver algas e microrganismos 
nessa água. 
Tem origem nas substâncias redutoras e efeitos no tratamento e microbiologia. O método 
analítico é a VOL. 
Como já foi referido a oxidabilidade de uma água é a quantidade de oxigénio consumida pelas: 
o Substâncias orgânicas redutoras, de origem: 
- Animal: ureia, creatinina, aminoácidos, ácido benzóico; 
- Vegetal; 
- Industrial: águas residuais das indústrias 
o Substâncias inorgânicas: nitritos, sulfuretos, amoníaco, Fe++, ... 
 
Quais são os inconvenientes da oxidabilidade elevada? 
 O tratamento (por desinfeção) requer maior quantidade de cloro, o que piora o sabor 
e fornece um cheiro intenso. 
 Uma oxidabilidade elevada levar-nos-á sempre a suspeitar de uma hipotética 
contaminação microbiológica com os riscos inerentes – toxicidade. 
 Desenvolvimento de algas e microrganismos. Apesar da água não ser um bom meio de 
cultura, se houver muita matéria orgânica há a possibilidade de desenvolvimento de 
algas e, sobretudo, de microrganismos. 
Método analítico 
O método analítico consiste numa volumetria de oxidação-redução em que se utiliza o 
permanganato de potássio como oxidante: MnO4 - + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O E = +1,51 V 
Daniela Pimenta 2022/2023 
 23 
 
A reação não necessita de indicador, pois é autoindicada, uma vez que uma 
gota de permanganato em excesso produz uma cor rosa. 
Como inferido da equação química anterior, a reação ocorre em meio ácido 
– conferido pelo ácido sulfúrico. 
A oxidação de algumas das substâncias redutoras potencialmente presentes é um processo 
lento, o que condiciona a técnica utilizada. Para que a reação seja mais rápida, não se titula 
diretamente a água com o permanganato e a titulação é feita usando ácido oxálico como 
redutor a temperatura elevada. 
Embora tenha um início lento, a reação de titulação fica mais rápida no decurso da titulação 
(autocatálise – garantida pelo catião manganês). 
Método 
Não podem os titular diretamente as espécies redutoras presentes na água, para que seja 
possível quantificar estas espécies convertemo-las em ácido oxálico. A titulação é feita usando 
ácido oxálico como titulado (Erlenmeyer) e permanganato de potássio como titulante 
(bureta), de modo a permitir uma melhor visualização do ponto final. Uma vez que o 
permanganato de potássio é muito reativo, as soluções aquosas de KMnO4 não são padrões 
primários. É necessária uma aferição diária do título. 
Técnica – aferição 
Daniela Pimenta 2022/2023 
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Técnica – amostra 
 
Cálculos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Daniela Pimenta 2022/2023 
 25 
 
Nitritos 
Ciclo do azoto corresponde à mudança constante do azoto, que passa da atmosfera ao solo e vice-
versa. O azoto atmosférico (N2) sofre variadas transformações sob a ação dos microrganismos das 
plantas e do solo, originando: 
o Azoto amoniacal (NH4+); 
o Nitritos (NO2-); 
o Nitratos (NO3-). 
Ciclo do azoto, está profundamente alterado pelas atividades agrícolas e pelas atividades industriais. 
Os compostos azotados presentes no meio hídrico podem ter origem em: 
1. Contribuição atmosférica; 
2. Perdas de azoto nos processos de produção agrícola; 
3. Rejeições pontuais (águas residuais domésticas, industriais, de agropecuárias e de drenagem 
agrícola); 
4. Mobilização de Nitratos provenientes da destruição da matéria orgânica do solo. 
O azoto orgânico é degradado por transformações consecutivas efetuadas por microrganismos: 
 
As reações envolvendo o azoto são: 
 
 
 
 
Resumidamente, o azoto chega à água 
- como fertilizante agrícola; 
- como matéria orgânica, completa ou incompletamente degradada, quer de origem 
animal, quer de origem vegetal; 
- como subproduto de determinadas indústrias (têxtil, papel, fertilizantes), etc. 
Refira-se que a quantidade de azoto contida nos dejetos humanos é de cerca de 5 
kg/pessoa/ano. 
Daniela Pimenta 2022/2023 
 26 
 
Na água podemos encontrar azoto sob todas as formas, exceto a gasosa (N2): 
 Uma água que contém nitritos deve sempre considerar-se como suspeita já que o azoto, 
neste estado de oxidação, é bastante instável e, por isso, há uma contaminação recente 
da água em análise devendo esta ser inspecionada de forma a saber-se qual o tipo e a 
origem da contaminação. 
 Por outro lado, e seguindo o mesmo tipo de raciocínio, se existir uma quantidade 
bastante elevada de nitratos, significa que a contaminação pode ser antiga e que 
importa igualmente avaliar para que se previna, num futuro próximo, um eventual foco 
de contaminação do mesmo género. 
Toxicidade em lactentes 
Nos lactentes, e devido à pouca acidez gástrica do estômago, (pH > 5), há o desenvolvimento 
de certos microrganismos que reduzem os nitratos a nitritos, originando estes a 
transformação da hemoglobina em meta-hemoglobina que fixa muito menos oxigénio -
importante o teor de nitritos e nitratos na água com que é preparado o leite (teor de nitratos 
não deve ultrapassar os 10 – 20 mg/L em águas para preparação dos referidos leites, embora 
a maioria defenda o teto de 45 mg/L). 
Toxicidade em adultos 
No caso dos adultos, e apesar de não haver redução de nitratos a nitritos devido à acidez 
estomacal (pH < 3), a ocorrência de nitritos numa água leva à formação de nitrosaminas, in 
vivo, devido à reação com aminas. As nitrosaminas são altamente cancerígenas. 
A nível industrial 
a) verifica-se que a presença de nitritos é incompatível com o fabricoda cerveja devido à 
degenerescência da levedura Sacaromyces cervesiae, não havendo fermentação do 
malte e, consequentemente, não havendo cerveja. 
b) A ausência de nitritos é, também, uma questão indispensável nas indústrias da lã e seda. 
A determinação do teor de azoto de uma água faz-se de acordo com o "tipo de azoto" que se 
quer avaliar. 
Daniela Pimenta 2022/2023 
 27 
 
Os teores de nitritos numa água destinada ao consumo humano não devem ultrapassar o valor 
paramétrico, ou seja, 0,5 mg de NO2
- /L. 
No entanto, e como refere a nota 5 da parte II do anexo I do Decreto-Lei nº 306/2007, 
compete à entidade gestora do sistema com estação de tratamento de água assegurar, à saída 
dessa ETA, o valor limite de 0,10 mg de NO2
- /L. 
A determinação é feita por cromatografia iónica ou espetrometria de absorção molecular, 
(método de Griess). Os nitritos, em meio ligeiramente ácido e na presença de cloretião, 
reagem com o ácido sulfanílico através duma reação de diazotação, originando o ácido 
sulfanílico diazotado e libertando água: 
 
 
 
O ácido sulfanílico diazotado reage, depois, com a α - naftilamina, originando um complexo 
azóico de côr purpura que permite uma avaliação quantitativa a 530 nm. 
 
 
 
 
Daniela Pimenta 2022/2023 
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Resultados: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os teores de nitritos numa água destinada ao consumo humano não devem ultrapassar o valor 
paramétrico, ou seja, 0,5 mg de NO2
- /L, sendo que o ideal era ter uma água sem nitritos. Uma 
vez que a nossa água tem cerca de 0 NO2
- /L está apta para consumo humano. 
y = 0,8007x + 0,0114
R² = 0,9995
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
valor de ABS a 530 em função da []
Daniela Pimenta 2022/2023 
 29 
 
Relação dureza/alcalinidade 
Dureza total está relacionada com todos os catiões metálicos, exceto os metais alcalinos e ião 
hidrogénio. 
DT= [Ca2+] + [Mg2+] = DC + DNC 
DC= Ca2+ e/ou Mg2+ associados a OH-, CO32- ou HCO3
 – que são os aniões que conferem alcalinidade. 
DNC = Ca2+ e/ou Mg2+ associados a SO4 2- , Cl- ou NO3
– que são os aniões que não conferem 
alcalinidade. 
O conhecimento de DC e DNC é relevante para efeitos de tratamento da água, nomeadamente do 
abrandamento. 
Unidades: 
o mg CaCO3 /L (Portugal); 
o F (Grau Francês) = 10 mg CaCO3 /L; 
o D (Grau Alemão) = 10 mg CaO/L. 
Como diferenciar a dureza carbonatada da dureza não carbonatada? Através da comparação 
da dureza total (DT) com o título alcalimétrico completo (TAC). 
Se DT>TAC então: 
▪ DC = TAC; 
▪ DNC = DT – TAC 
 
 
 
 
 
 
 
Se DT<TAC então: 
▪ DC = DT e DNC = 0 
 
Daniela Pimenta 2022/2023 
 30 
 
Como comparar dureza com alcalinidade uma vez que são coisas distintas que se exprimem 
em unidades diferentes? 
Exprimindo ambas em termos duma substância que contribui tanto para a dureza como para 
a alcalinidade (ex: CaCO3). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Daniela Pimenta 2022/2023 
 31 
 
Ferro 
A proveniência do ferro inclui a: lixiviação de terrenos (pH baixo e ausência de oxigénio); 
contaminação industrial e canalizações domésticas. 
Os inconvenientes dependem do setor afetado: 
o Na indústria, não se pode utilizar nas indústrias alimentar (cerveja e bebidas gasosas) e 
têxtil; 
o Nas canalizações o ferro pode precipitar pela ação de desinfetantes oxidantes 
(hipocloritos) e originar fenómenos de corrosão ou incrustação. A presença de ferro‐
bactérias promove corrosão dos canos com diminuição da secção (Tuberculose dos 
canos). Pode ocorrer também a formação de biofilmes; 
o Para o consumidor, traz um sabor desagradável, turvação, cor avermelhada e manchas 
na roupa. 
O valor paramétrico é de 200 µg/L (DL 152/2017). 
Podemos utilizar espectrometria de absorção atómica e espectrometria de absorção 
molecular como metodologias analíticas. Princípio da metodologia por espectrometria de 
absorção molecular – Oxidação Fe2+ a Fe3+ pelo peróxido de hidrogénio em meio ácido e a 
quente (A). Quantificação do ferro na forma de tiocianato (B). 
 
 
 
 
 
 
 
 
O meio ácido e aquecimento libertam o ferro na sua forma iónica solúvel, uma vez que este 
pode existir sob a forma de complexos orgânicos e inorgânicos que têm de ser destruídos. 
(A) 
(B) 
Daniela Pimenta 2022/2023 
 32 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
y = 0,114x - 0,025
R² = 0,9933
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 1 2 3 4 5 6
absorvancia em função da concentração de ferro
Daniela Pimenta 2022/2023 
 33 
 
Flúor 
O flúor pode ter origem em terrenos circundantes (por lixiviação). O flúor é elevado em regiões 
vulcânicas e existem também águas minerais com flúor elevado que podem ser sujeitas ao 
tratamento com carvão ativado para eliminar o flúor por adsorção. A contaminação industrial 
assim como a fluoretação (adição voluntária de flúor às águas, em Portugal isto não é feito) 
leva também ao aumento de flúor na água. 
Importância do Flúor: 
 Ação protetora da cárie dentária – quer por proteção do esmalte dentário 
(hidroxiapatite de cálcio dá origem a fluoroapatite de cálcio nos ácidos provenientes da 
glicose bacteriana), quer por inibição enzimática da formação dos ácidos. 
Fornecimento de flúor ao Homem pode ocorrer por diversas formas: 
I. Sal fluorado, não é a mais ideal devido às doenças cardiovasculares; 
II. Leite fluorado, nem toda a gente consome leite; 
III. Comprimidos de flúor, sobretudo aquando da mudança de dentição; 
IV. Fluoretação de águas, é o processo mais eficaz, contudo é o mais caro; 
V. Aplicação local de flúor, através do uso de pastas dentífricas. 
Toxicidade 
A margem entre a dose preventiva (0,4‐1 mg/L) e a dose tóxica (≥ 2 mg/L é muito pequena. O 
teor máximo de fluoretos em água para consumo humano é de 1,5 mg/L. Teores superiores 
ou iguais a 2mg/L apresentam já alguma toxicidade. 
Fluorose: hidroxiapatita de cálcio (osso), transforma—se (por substituição do ião OH- por F-) 
em fluoroapatite de cálcio, mas quando o flúor é em excesso a estrutura fica mais dura 
provocando: 
- Rigidez óssea e da estrutura dentária, dentes cinzentos; 
- Calcificação de tendões e ligamentos; 
- Atrasos no desenvolvimento músculo-esquelético. 
Daniela Pimenta 2022/2023 
 34 
 
A metodologia utilizada é a espectrometria de absorção molecular que usa um elétrodo 
seletivo de flúor – mede a diferença de potencial entre o elétrodo seletivo de flúor e um 
elétrodo de referência. 
Procedimento 
Reagentes englobam solução padrão de Stock de fluoreto de sódio 10-1 M (diluições de 10-3, 
10-4, 10-5, 10-6 M). 
Solução de TISAB (solução tampão de força iónica conhecida): esta solução ajusta a força 
iónica da solução/amostra. Complexa Fe, Al e sílica que estejam presentes na água e liberta o 
flúor na sua forma livre. 
Notas: 
 Deve usar-se material de plástico uma vez que o vidro tem sílica que complexa com o 
flúor; 
 Os elétrodos encontram-se mergulhados em HCl. Lavar com cuidados e mergulhar em 
água. No fim do trabalho mergulhar em HCl, novamente; 
 Entre cada solução mergulhar o elétrodo com água destilada para anular o efeito da 
matriz; 
 A leitura das amostras faz-se em duplicado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
y = -15,33ln(x) - 580,25
R² = 0,968
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
1,00E-06 1,00E-05 1,00E-04 1,00E-03 1,00E-02 1,00E-01 1,00E+00
Daniela Pimenta 2022/2023 
 35 
 
Exercícios 
Condutividade 
Qual das seguintes amostras de água apresentará, a 20 C, condutividade mais elevada? 
Justifique adequadamente a sua escolha. 
a. 1594 µS/cm a 25 C 
b. 1694 µS/cm a 27 C 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cloretos 
Uma amostra de água vem acompanhada da informação que o seu teor em cloreto de sódio 
é 90 mg/L. Vai proceder-se à análise pelo método de Mohr para confirmação deste resultado. 
Qual o volume de solução de nitrato de prata 0,02 M que espera gastar na titulação de 100 
mL da referida amostra?Daniela Pimenta 2022/2023 
 36 
 
Alcalinidade 
1. 
a. Calcule o volume de HCl 0,02M consumido na titulação de 100 mL de uma amostra de 
água, necessário para neutralizar a alcalinidade de 146 mg HCO3
-/L. 
 
 
 
 
 
 
 
b. Após avaliação do índice de corrosividade, a água em estudo apresentou um teor de 
anião hidrogenocarbonato de 13,6 mg/100 mL. 
i. Trata-se de uma água? 
 
 
ii. Apresente a reação correta. 
 
Dureza/Alcalinidade 
Ao efetuar o estudo físico-químico de duas amostras de água, obteve os seguintes resultados: 
Amostra A: 
TA= 0 
TAC= 4,0 mL H2SO4 0,01N / 50 mL de água 
pH= 7,0 
CO2 livre= 0,2 mL NaOH N/40 / 100mL água 
DT= 1,5 mL EDTA dissódico 0,01M / 50 mL água 
Daniela Pimenta 2022/2023 
 37 
 
Calcule: 
a) Os iões existentes na fração A, justificando. 
 
 
 
 
 
b) Relacione, na fração A, a DT com o TAC. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Daniela Pimenta 2022/2023 
 38 
 
Amostra B: 
TA= 2,0 mL H2SO4 0,01N / 100 mL de água 
TAC= 6,8 mL H2SO4 0,01N / 100 mL de água 
pH= 9,2 
CO2 livre= 0 
DT= 2,25 mL EDTA dissódico 0,02N / 50 mL água 
Mg2+ = quantidades vestigiais 
Calcule: 
a) A concentração de iões presentes na fração B, expressos em mg/L, justificando. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Daniela Pimenta 2022/2023 
 39 
 
b) O que representa, na fração B, o TAC 
 
 
 
2. Ao efetuar a análise físico-química de uma amostra de água obteve os seguintes teores: 
Ca2+ = 2,1 meq/L e Mg2+ = 40 mg CaCO3 /L. Na determinação da alcalinidade em 100 mL da 
referida amostra foram gastos 4 mL de H2SO4 0,02N em presença da fenolftaleína. 
Prosseguindo a titulação, gastou mais 16 mL do mesmo ácido, em presença do alaranjado 
de metilo. 
a. Calcule quantitativamente os iões existentes na referida amostra, expressos em mg 
CaCO3/L. Apresente todos os cálculos/reações relevantes para a sua resolução. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Daniela Pimenta 2022/2023 
 40 
 
 
 
 
b. Indique uma gama de valores pH, tão estreita quanto possível, para a amostra em 
estudo. 
 
 
 
c. Relacione o TAC com a DT. 
 
 
 
 
 
d. Expresse a dureza cálcica em graus alemães. Dureza cálcica = 105 mg CaCO3/L. 
 
 
 
 
 
 
Oxidabilidade 
Calcule a oxidabilidade de uma amostra de água (mg de oxigénio/L) sabendo que para oxidar 
a matéria orgânica presente em 100 mL da mesma foram gastos 1,5 mL de solução de 
permanganato de potássio 0,02N e na aferição do título, usando 5 mL de ácido oxálico 0,02N, 
4,95 mL da mesma solução de permanganato. 
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Acidez 
Calcule a acidez mineral de uma amostra de água, expressa em mg de H2SO4/L, sabendo que 
para a neutralizar foram gastos 5 mL de NaOH 0,02N/100 mL de água. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Alcalinidade 
Calcule o teor de anião hidrogenocarbonato de uma amostra de água proveniente das grutas 
de Mira d’Aire. Para o efeito utilizou 35 mL de H2 SO4 0,01N, na presença da heliantina, em 
50 mL de água.