Exploração da Proposta de Alteração da Atividade Laboratorial 2.1 – Alcalinidade de uma Água para Consumo Humano

Seguindo o procedimento experimental proposto na tabela 4.4, a execução experimental foi dividida em quatro partes. Aos alunos foram fornecidas para avaliação as seguintes amostras de águas:

- água Serra da Estrela;

- água do Vimeiro gaseificada;

- água destilada;

- água da torneira.

A avaliação qualitativa prevista na primeira parte do procedimento experimental foi realizada recorrendo aos seguintes indicadores ácido-base:

- vermelho de metilo;

- azul de timol;

Na avaliação quantitativa prevista na segunda parte do procedimento experimental foi utilizado um medidor de pH, com elétrodo de vidro e sonda de temperatura semelhante ao da figura 6.1.A utilização de medidores de pH (elétrodo de vidro ou outro tipo de sensor) permite a obtenção de resultados mais rigorosos, embora os indicadores visuais constituam uma forma muito simples de obter um valor aproximado do pH das soluções.

Figura 6.1 – Medidor de pH com sensor de temperatura.

Para estudar a variação do pH de uma água com a temperatura, prevista na terceira parte do procedimento experimental, foram utilizadas as quatro amostras de água e o medidor de pH.

No sentido de executar a alteração proposta ao trabalho, foi também determinada a alcalinidade da água da torneira numa quarta parte do procedimento experimental.

A atividade laboratorial foi desenvolvida por quatro grupos de três alunos cada e todos os grupos analisaram todas as amostras de água. O material e reagentes necessários e disponibilizados para a execução da actividade encontram-se listados na

Tabela 6.1 – Material e reagentes necessários à realização da proposta de atividade laboratorial

2.1.

Material Reagentes

Diversos gobelés de 100 mL e 200 mL Amostras de diferentes tipos de água

Varetas de vidro Soluções tampão de pH para calibração

Termómetro Azul de timol

Medidor de pH com elétrodo de vidro e sensor de temperatura

Vermelho de metilo

Placa de aquecimento com agitação magnética Azul de bromotimol

Barra magnética Gelo

Pipeta graduada 5mL Indicador universal

Tubos de ensaio Ácido sulfúrico 0,1N

Suporte para tubos de ensaio Pipeta volumétrica de 100mL Bureta

Suporte para bureta

As tabelas 6.2 e 6.3 apresentam os resultados da avaliação qualitativa do pH das diferentes amostras de água e resumem os resultados obtidos na primeira parte do procedimento experimental laboratorial.

Tabela 6.2 – Cor das amostras de água na presença de indicadores de pH.

Amostra de água

Cor

Vermelho de metilo Azul de timol Azul de bromotimol

Água da torneira Amarela Amarela Azul

Vimeiro com gás Alaranjada Amarela Amarela

Água destilada Amarela Amarela Amarela esverdeada

Tabela 6.3 – Medição do pH das amostras de água com o indicador universal. Amostra de água pH da água a 20 oC Indicador universal Água da torneira 7 Vimeiro com gás 5 – 6 Água destilada 6 – 7 Serra da Estrela 6 – 7

O indicador universal utilizado para obter os resultados da tabela 6.3 está ilustrado na figura 6.2.

Figura 6.2 – Escala do indicador universal.

(http://www.jcpaiva.net/files/ensino/alunos/20022003/proj/970303002/Projecto/%Ecidobaseeph.htm)

A tabela 6.4 resume os resultados obtidos na avaliação quantitativa do pH das diferentes amostras de água, bem como a sua classificação. Naturalmente estes resultados têm uma maior precisão, mas revelam que os valores inicialmente obtidos com o papel indicador universal foram coerentes.

Tabela 6.4 – Medição do pH de águas e comparação com o valor indicado no rótulo.

Amostras de água

pH da água a 20 oC

Classificação da água Medidor de pH Indicação do rótulo

Água da torneira 7,47 ___________ Ligeiramente básica

Vimeiro com gás 5,78 Água neutra Ácida

Os resultados da tabela 6.4 revelaram que a água da torneira do laboratório tinha um pH de 7,47 a 20oC, um valor perfeitamente de acordo com o estipulado pela legislação portuguesa para o pH das águas para consumo humano que, como já foi referido, deve situar-se entre 6,5 e 9,0. Da mesma forma, a água Serra da Estrela pode considerar-se boa para consumo humano. A água do Vimeiro gaseificada é mais ácida (presença do dióxido de carbono), pelo que deve ser consumida com alguma moderação

Na tabela 6.5 encontram-se os resultados obtidos no estudo da variação do pH da água com a temperatura, dando assim cumprimento ao exigido na terceira parte do procedimento experimental laboratorial.

Tabela 6.5 – Variação do pH de uma água com a temperatura.

Amostra de água pH (5 oC) pH (20 oC) pH (40 oC)

Água da torneira 6,90 7,47 7,66

Vimeiro com gás 5,90 5,78 5,75

Água destilada 6,60 6,53 6,43

Serra da Estrela 6,20 6,19 6,12

Relativamente ao efeito da temperatura na água, como a constante de auto- ionização da água aumenta com a temperatura, esperava-se que em todos os casos houvesse um aumento da concentração do catião hidrónio com o aumento da temperatura e, portanto, uma diminuição do pH. Por isso, a variação de pH observada na água da torneira foi inesperada; poderá explicar-se, talvez, considerando que a água da torneira é a única que contém cloro utilizado no processo de desinfeção. Como, por aquecimento se favorece a formação de Cl2 gasoso que se liberta para o ambiente, pelo Princípio de Le Châtelier, o equilíbrio representado na equação 6.1. desloca-se para a direita diminuindo a concentração de H+.

Posteriormente, no sentido de dar cumprimento à quarta parte do procedimento experimental e assim determinar a alcalinidade de uma água para consumo humano, foi selecionada a água da torneira. Como a água em questão tinha um pH de 7,47, ou seja, inferior a 9, por análise da figura 3.3, facilmente se compreende que apenas foi possível determinar a alcalinidade total da água e não a alcalinidade à fenolftaleína. Os resultados obtidos na titulação potenciométrica encontram-se na tabela 6.6.

Tabela 6.6 – Volume de titulante gasto e valores de pH obtidos na titulação potenciométrica.

Volume de H2SO4 adicionado (mL) pH 0,0 7,47 0,5 7,04 1,0 6,86 1,5 6,68 2,0 6,46 2,5 6,31 3,0 6,04 3,5 5,78 4,0 5,15 4,2 4,52 4,4 3,86 4,6 3,54 4,8 3,29 5,0 3,21 5,2 3,12 5,4 3,05

Figura 6.3 – Curva de titulação de uma água para consumo humano com H2SO4 (0,1N).

Por comparação da figura 6.3 com a figura 3.3, os alunos concluíram que o volume de titulante gasto foi de 4,4 mL. Assim sendo, recorreram à equação 3.6 e determinaram a alcalinidade total, que foi de 220,1 mg CaCO3/L.

6.2. Exploração da Proposta de Alteração da Atividade Laboratorial 2.5 –