Simulação do tratamento de água nas estações

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS 
Campus​ Sorocaba 
 
 
 
 
 
 
Simulação do tratamento de água nas estações 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Docente: Profª Drª Luciana Camargo de Oliveira 
 
Discentes: Ana Claudia Lisboa Domingues R.A.: 759655 
 Franciny Oliveira Rodrigues R.A.: 641286 
Leonardo Vasconcelos Coradi R.A.: 744926 
Lucas de França Barbosa R.A.: 760862 
 
 
 
 
 
Sorocaba, 
 de Abril de 2019. 
 
 
 
1. Objetivos 
Reproduzir em laboratório processos e métodos utilizados nas estações de 
tratamento de água. 
 
2. Introdução 
A dureza da água varia, conforme os compostos com os quais a água tem 
contato. Regiões onde o solo tem propriedades de natureza calcária ou dolomítica a 
água tende a ser dura, e lugares em que o solo é granitico ou basaltico a água 
tende a ser macia. Em geral, as águas subterrâneas, pelo seu maior contato com as 
formações geológicas, são mais duras que as águas de superfície. 
Segundo a Organização Mundial de Saúde, a dureza da água é designada 
como: 
mg/L de CaCO​3 Dureza 
<60 Macia 
60-120 Moderadamente Dura 
120-180 Dura 
>180 Muito dura 
 Tabela 1. Dureza da água em relação a mg/L de CaCO​3​[1] 
 
A Dureza de uma amostra de água reflete a concentração de sais na 
amostra, sendo eles cátions de cálcio e magnésio, principalmente, além de metais 
como alumínio, zinco, ferro, estrôncio, bário, manganês, entre outros associados à 
ânions como carbonatos e sulfatos. 
Os bicarbonatos de cálcio e magnésio, pela ação de substâncias alcalinas se 
transformam em carbonatos, que são insolúveis. O mesmo ocorre com a presença 
de sulfatos ou cloretos de cálcio ou magnésio, que reagem com as substâncias 
alcalinas. ​Quando a soma dos carbonatos e bicarbonatos alcalinos é inferior ao teor 
de dureza, ocorre a precipitação do carbonato de cálcio, causada pela presença dos 
íons de cálcio e magnésio, assim a dureza equivale à alcalinidade total da amostra. 
Aproximadamente 40 cátions podem ser determinados por titulação direta 
com solução padrão de EDTA. Aqueles que formam complexos “fracos” como o 
Ca ​2+ e o Mg ​2+ devem ser titulados em solução básica, com o indicador Negro de 
Eriocromo T. 
O tampão amônia/cloreto de amônio, de pH 9 a 10, é usado para metais que 
formam complexos com a amônia. Alguns cátions podem ser determinados por 
titulação direta mesmo quando não há o indicador adequado. Por exemplo, os 
indicadores para cálcio não são tão satisfatórios como para o magnésio. No entanto, 
o cálcio pode ser determinado por titulação direta se uma pequena quantidade de 
cloreto de magnésio for adicionada a solução de EDTA antes da sua padronização. 
O titulante, em pH 10, é uma mistura de MgY​2-​ e Y ​4​. 
 
3. Materiais e Metodologias Utilizadas 
• Proveta de 100 mL 
• 100 ml de água 
• 3 Erlenmeyers de 250 mL 
• 2,0 ml de solução de tampão (cloreto de amônio/hidróxido de amônio). 
• 25 gotas de indicador Negro Eriocromo T 
• Bureta de 10 mL 
• 0,02 Mol/L ​-1​ de solução de EDTA 
• Béquer de 50 mL 
• Suporte Universal 
 
Procedimento Experimental 
Inicialmente, foram transferidos 100mL de água da torneira utilizando uma 
proveta para um Erlenmeyer, onde posteriormente foram adicionados 2,0mL de 
solução de tampão (cloreto de amônio/hidróxido de amônio) pH 10, em capela. Em 
seguida, foram adicionadas 25 gotas de indicador Negro Eriocromo T. 
Utilizando uma bureta com volume igual a 10ml contendo a solução de EDTA 
0,02 Mol/L​-1 deu-se início a titulação. É de extrema importância que o processo 
ocorra de forma lenta para que se observe o ponto de viragem, mudando sua 
coloração de vinho para um leve azul esverdeado. Ao atingir essa coloração, 
anotou-se o volume gasto. 
O procedimento foi realizado em triplicata (três vezes), analisando os valores 
obtidos nas 3 amostras de água. Os valores obtidos foram utilizados para cálculo da 
média, sendo o resultado utilizado para realizar os cálculos de dureza da água 
expressa em mg/L de CaCO​3​. 
 
 
4. Resultados e Discussões 
Para determinar as concentrações de metais presentes em uma amostra de 
água advinda da torneira utilizamos o método de titulação complexométrica com 
EDTA. O EDTA é utilizado como titulante pois liga-se ao íon metálico presente na 
amostra, em uma estequiometria 1:1, através de ligações covalentes, 
“aprisionando-o” no seu interior e formando uma estrutura heterocíclica, tornando 
estes complexos estáveis. 
A medida que o titulante vai sendo adicionado a amostra que contém Ca​2+​, 
ocorrerá a formação do complexo mais estável CaY​2-​, ocorrendo a liberação do íon 
Mg​2+​, que por sua vez reage com o indicador para formar o complexo vermelho 
MgIn ​-​. 
No ponto final da titulação, próximo ao ponto de viragem, uma quantidade 
adicional do titulante converte o complexo MgIn em MgY​2- e o indicador retoma a 
forma livre azul. 
O experimento foi realizado em triplicata, utilizando um volume de 100mL de 
água para todas as titulações realizadas, obtendo-se os seguintes resultados: 
Amostra Volume de EDTA utilizado (mL) 
1 3,9 
2 3,5 
3 3,5 
 Tabela 2. Volume de EDTA utilizado em cada titulação (expressa em mL). 
 
 
 
 
 
Inicialmente, para calcularmos a dureza da água, precisamos descobrir a 
quantidade de Ca​2+ ​presente na solução: 
Ca ​2+ ​= n(Ca​2+​) = n(EDTA) = (Volume médio das titulaçõesn (Ca2+)volume da titulação 
realizadas)x(EDTA) 
 
n (EDTA) = (3,63​x​10​-3​L) x (2​x​10​-2​mol/L) = 7,26​x​10​-5 ​mol 
 
Ca​2+ ​= 0,1000L
7,26x10−5 mol 
Ca​2+​ = 7,26​x​10​-4 ​mol 
 
Como a dureza da água é expressa em mg de CaCO3/L, é necessário 
descobrir a massa correspondente a 7,26​x​10​-4 ​mol: 
CaCO​3​ = (7,26 ​x​10​-4 ​mol/L) ​x​ (100,09 g/mol)​x​10​-3 
CaCO​3​ = 72,67 mg/L de CaCO​3 
 
Segundo análise realizada em agosto/2015 pelo Serviço Autônomo de Água 
e Esgoto de Sorocaba (SAAE)​[2] o resultado esperado para a dureza total da água 
tratada, como a advinda da torneira, utilizada pelo grupo, era de 24,0 mg/ CaCO​3​, o 
que torna o resultado obtido como muito discrepante, se enquadrando como 
“moderadamente dura”, conforme tabela 1, e não como “macia” como é classificada 
as águas da região, apresentado anteriormente. 
Segundo estudos realizados no Reservatório de Itupararanga​[3] ​(utilizada para 
abastecer o município de Sorocaba) as águas da região são classificadas como 
sódicas potássicas, em relação aos cátions dissolvidos, e bicarbonatadas, quanto 
aos ânions dissolvidos. 
 
 
 ​5. Conclusão 
Através dos cálculos de dureza foi possível observar que a água da torneira, 
classificada como “moderadamente dura”, por ter valor de concentração CaCO ​3 
entre 60 e 120 mg/L, não apresenta restrições em relação ao consumo humano, 
porém não é indicada para tal fins, como apresenta o decreto-lei nº 306/2007, de 27 
de agosto, que estabelece que a dureza total em carbonato de cálcio esteja 
compreendida entre 150 mg/L e 500 mg/L de CaCO​3​ ​[4]​. 
O resultado obtido se deufora do valor esperado, porém justificável, o valor 
da dureza da água se dá devido á ela pertencer á um domínio geológico de rochas 
metamórficas e graníticas, rochas sedimentares mesozóicas e paleozóicas, rochas 
efusivas e corpos intrusivos básicos com cobertura sedimentares Cenozóicas​[5]​. 
Concluindo, é importante conhecer a dureza da água por conta da 
quantidade de sais que podem estar presentes na amostra, ocasionando 
possivelmente um precipitado. Em indústrias, por exemplo, esse processo de 
precipitação pode ser danoso, caso ocorra em caldeiras e tubulações podem entupir 
o maquinário industrial, assim prejudicando a empresa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Referências: 
[1] - WHO Library Cataloguing-in-Publication Data Guidelines for drinking-water 
quality - 4th ed. 1.Potable water - standards. 2.Water - standards. 3.Water quality - 
standards. 4.Guidelines. I.World Health Organization. ISBN 978 92 4 154815 1. 
Disponível em: 
<http://www.iasaude.pt/attachments/article/660/WHO_Guidelines%20for%20drinking
-water%20quality.pdf> Acesso em: 21/04/2019 
[2] - SERVIÇO AUTÔNOMO DE ÁGUA E ESGOTO (SAAE SOROCABA). 
MONITORAMENTO DA ÁGUA TRATADA. 
Disponível em: 
http://www.saaesorocaba.com.br/arquivos/modelos/tratamento-agua-agosto.pdf 
Acesso em 24/04/2019. 
[3] - PEDRAZZI, F. J. de M. et al. ​AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA NO 
RESERVATÓRIO DE ITUPARARANGA, BACIA DO ALTO SOROCABA (SP). 
Disponível em: 
<http://portalideas.org.br/observatoriodabiodiversidade/wp-content/uploads/2018/02/
Avaliac%CC%A7a%CC%83o-da-Qualidade-da-A%CC%81gua-no-Reservato%CC%
81rio-de-Itupararanga-Bacia-do-Alto-Sorocaba-SP.pdf> Acesso em 23/04/2019. 
[4] - ​DECRETO-LEI Nº306/2007. 
Disponível em: ​https://dre.pt/pesquisa/-/search/640931/details/maximized​. Acesso 
em 24/04/2019. 
[5] - SERVIÇO AUTÔNOMO DE ÁGUA E ESGOTO DE SOROCABA. 
ADEQUAÇÃO E REVISÃO DO PLANO DIRETOR DO SISTEMA DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA DE SOROCABA. ​Item 1.4 Topografia e Geologia. 
Disponível em: 
http://www.camarasorocaba.sp.gov.br/sitecamara/saaeplanodiretor/agua/PlanoDiret
ordoSAAdeSorocabaVolumeI.pdf 
Acesso em 24/04/2019.