Relatório- Da água turva a água clara: o papel do coagulante

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA- CAMPUS 
FLORIANOPÓLIS 
ENGENHARIA QUÍMICA 
DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL A 
PROFESSOR: MISAEL FERREIRA 
 
 
 
Maria Eduarda Voigt Sarti 
 
 
 
 
 
 
Experimento: 
 Da água turva à água clara: o papel do coagulante 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Itapema-SC, 01 de dez de 2020 
1.INTRODUÇÃO 
Os experimentos laboratoriais são de extrema importância para o 
compreendimento dos conceitos de química geral associados ao nosso 
cotidiano, dessa forma, transforma a água inapropriada ao uso em água potável 
para o uso. Neste experimento vamos abordar o estudo da água turva à água 
clara: o papel do coagulante, através das transformações químicas, na qual 
estuda as reações entre corpos diversos, ou seja, quando as reações ocorrem é 
chamada de coagulação ou floculação. Este constitui a decantação das 
impurezas contidas nesta solução, tendo uma diferença de fases, podendo ser 
medido em pequenas frações para designar as quantidades de reagentes. 
Então, podemos filtrar a solução após a reação, através do filtro de papel e, 
portanto, torna-se água clara. 
2.PROCEDIMENTO 
Materiais e reagentes: 
 Um funil simples, chumaço de algodão, solução de alúmen de potássio 
(0,18 mol de Al/L), amostra de água a ser tratada (clarificada), solução aquosa 
de Ca(OH)2 (0,02 mol/L), uma pipeta graduada de 5 mL, uma proveta de 25 mL, 
dois papéis de filtro, dois béqueres grandes, um bastão de vidro e suporte 
universal com argola. 
 Experimento: É realizado a filtração inicial da água a ser tratada ou 
clarificada, para a remoção de galhos, ciscos, pedras, e outras sujeiras ou 
sólidos indesejados para o experimento. 
 Na Etapa 1, montou-se o funil simples ao suporte universal com argola, 
adicionou-se os chumaços de algodão dentro do funil simples e na parte abaixo 
do funil foi colocado um béquer para receber a água filtrada, ademais o outro 
béquer contém a água suja/barrenta, na qual passa pelo funil e o filtro e chega 
no béquer abaixo do suporte filtrada, assim removendo as sujeiras maiores. 
 Depois, coloque a água a filtrada pelo algodão, em um béquer até cerca 
de 250 mL da sua capacidade e coloque o sobre uma fonte de luz ligada, para 
serem iluminados de baixo para cima, logo em seguida, acrescentou-se 25 mL 
de solução de Ca(OH)2, após agitou-se, e adicionou-se 2,5 mL da solução de 
alúmen de potássio, em seguida agitou-se brandamente e deixou-se em 
repouso, na qual iniciou-se o processo de coagulação/floculação, após cerca de 
5 minutos de decantação, filtrou-se o conteúdo do béquer com o papel filtro e 
obtivemos a água clarificada ou tratada. 
Por que durante o experimento se adicionou solução de Ca(OH)2 ? 
 É adicionado Ca(OH)2 na água a ser tratada, para controlar o pH do meio 
porque a solução de alúmen de potássio reage com a água e libera um excesso 
de H+. Portanto, torna o meio ácido, (o que impede a formação do hidróxido de 
alumínio ou hidróxido de potássio. Mas, quando a cal é adicionada à água, ela 
forma o hidróxido de cálcio (cal hidratada). 
 O hidróxido de Cálcio (Ca(OH)2) é uma base e, portanto, torna o meio 
alcalino ou básico, aumentando o pH do sistema, dessa forma, os flocos 
(formados de microrganismos, terra e etc) sedimentam e torna mais fácil a 
separação da sujeira e da água clarificada através do processo que se chama 
decantação. Ou seja, o hidróxido de Cálcio (Ca(OH)2) é adicionado para auxiliar 
o floculante a reagir com a solução e conseguir separar as sujeiras da água 
clarificada. 
Por que durante o experimento se adicionou solução de Alúmen de potássio? 
 O alúmen de alumínio e potássio é um composto utilizado como um 
coagulante na purificação da água e também serve para neutralizar a reação de 
meio alcalino quando foi adicionado Ca(OH)2, ou seja, a solução de alúmen é 
ácida, dessa forma, neutraliza a reação e torna possível o coagulante a reagir, 
formando os flocos e decantando-se para ser realizado a filtração da água suja. 
Descreva as etapas de uma estação de tratamento de água (ETA). Explique as 
funções de cada etapa. 
 Coagulação/Floculação: Coagulação e o processo de neutralização das 
cargas negativas das partículas que faz com que as mesmas se atraiam, 
promovendo aglomeração, formando partículas maiores, aumentando a 
velocidade de sedimentação. A carga negativa das partículas é causada por uma 
camada fixa de ânions, seguida de uma camada fixa de cátions e ânions. Na 
coagulação ocorre o fenômeno de agrupamento das impurezas presentes na 
água e, na floculação, a produção efetiva de flocos. 
 Decantação: Os flocos formados pela coagulação são separados da água 
pela ação da gravidade em tanques. 
 Filtração: A água é decantada e encaminhada às unidades filtrantes onde é 
efetuado o processo de filtração. Um filtro é constituído de um meio poroso 
granular, normalmente, de areia, e de uma ou mais camadas, instalado sobre 
um sistema de drenagem, que é capaz de reter e remover as impurezas ainda 
presentes na água. 
 Desinfecção: É efetuado a desinfecção da água de abastecimento utilizando 
um agente físico ou químico (desinfetante), cuja finalidade é a destruição de 
microrganismos patogênicos que possam transmitir doenças através das 
mesmas. Em abastecimentos públicos, normalmente são utilizados os seguintes 
agentes desinfetantes, em ordem de frequência: cloro, ozona, luz ultravioleta e 
íons de prata. 
 Fluoretação: A fluoretação da água de abastecimento público é efetuada 
através de compostos à base de flúor e a aplicação destes compostos na água 
de abastecimento público contribui para a redução da incidência de cáries 
dentárias em até 60%, ao ingerirem as quantidades adequadas de íon fluoreto. 
O Ministério da Saúde (OMS) recomenda os seguintes compostos: fluoreto de 
sódio (NaF); fluorita ou fluoreto de cálcio (CaF2); ácido fluorossilícico (H2SiF6); 
fluossilicato de sódio (Na2SiF6). 
 Correção do pH: É adicionado algum produto para neutralizar o pH, 
normalmente usa-se Ca(OH)2, hidróxido de cálcio, afim de tornar a água neutra 
(pH=7) evitando sua corrosividade. 
Explique com auxílio de equação química a etapa de coagulação/floculação em 
uma ETA. 
 Normalmente em uma Estação de Tratamento de Água (ETA), utilizamos o 
sulfato de alumínio que gera os seguintes íons na água e assim podemos 
explicar o processo de coagulação/floculação, de forma, química: 
Al2(SO4)3 → 2 Al3+ + 3 SO42- 
 
 Uma menor parte dos cátions Al3+ neutraliza as cargas negativas das 
impurezas (sujeiras) presentes na água, e a maior parte deles interage com os 
íons hidroxila (OH-) da água, formando o hidróxido de alumínio: 
 
Al2(SO4)3 + 6 H2O → 2 Al(OH)3 +6 H+ + 3 SO42- 
 
 Esse hidróxido de alumínio é um coloide carregado positivamente que 
neutraliza as impurezas coloidais carregadas negativamente que estiverem na 
água. Portanto, há um excesso de H+, o que torna o meio ácido e pode impedir 
a formação do hidróxido de alumínio. Por isso, com o coagulante é adicionado à 
água, também precisa de algum composto que aumente o pH, ou seja, um meio 
básico ou alcalino, tais como as bases hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) e hidróxido 
de sódio (NaOH), ou um sal de caráter básico, como o carbonato de sódio. 
 
Ca(OH)2(s) → CaO(s) + H2O 
KAl(SO4)2 + 2Ca(OH)2 → Al(OH)3 + 2CaSO4 + KOH 
 
 Então, as partículas de sujeiras desestabilizam-se e sofrem uma 
aglutinação, ou seja, que facilita a sua deposição ou aglomeração em flóculos. 
No entanto, pode-se dizer que a coagulação é um processo químico usado para 
desestabilizar partículas coloidais. Na parte seguinte, chamada de floculação, a 
água é agitada fortemente por cerca de 30 segundos por um bastão de vidro ou 
um agitador mecânico, com a finalidade de aumentar a dispersão do coagulante. 
Depois do sistema ser agitado lentamente, facilitando o contato entre as 
partículas para que se aglutinem e precipite-seou decante-se. 
 
5.CONCLUSÃO 
 As reações obtidas no experimento de coagulação/floculação, servem para 
explicar o tratamento da água e na qual somos consumidores, portanto, tornando 
possível o uso da mesma, através da ETA. Então, a coagulação/floculação é um 
processo muito significante, o Alúmen de alumínio e potássio é o coagulante que 
torna o meio ácido e o hidróxido de cálcio torna o meio básico, ou seja, na união 
dos dois há uma neutralização e permite o coagulante agir para a remoção de 
sujeiras e clarificar a água pela decantação das impurezas (sujeiras). Além do 
mais, é importante enfatizar que o experimento é bem abrangente, para o 
entendimento de todos os processos químicos e físicos, ademais se correlaciona 
com o nosso cotidiano, e a importância de preservar e tratar a água. 
 
6.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
Maia, A. S.; Oliveira, W.; Osório, V. K. L. Da Água Turva à Água Clara: o Papel 
do Coagulante. Química Nova na Escola, n. 18, p. 49-51, 2003. 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA. Química Geral 
Experimental A. Vol. 1.0.1, p. 78, 2020.Disponível em: 
<https://moodle.ufsc.br/pluginfile.php/3547811/mod_resource/content/1/Apostila
_QMC_5125_Aulas_Pr%C3%A1ticas.pdf>.Acesso em: 18 set. 2020 
RUSSELL, John B.; Química Geral. Vol.1, São Paulo: Pearson Education do 
Brasil, Makron Books, 1994.