Índice. A Química na qualidade da água 2008

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Departamento de Química da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto

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Índice

1.

Análise química de águas. ____________________________________________________ 1

2.

Dessalinização da água do mar por osmose reversa. _______________________________ 5

3.

Dessalinização da água do mar por destilação. ___________________________________ 7

4.

Isolamento e fraccionamento da matéria orgânica dissolvida na água. _________________ 8

5.

Simulação da desinfecção da água. ____________________________________________ 12

6.

Simulação dos processos unitários numa ETAR. __________________________________ 15

7.

Blogue. ___________________________________________________________________ 17

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1. Análise química de águas.

Métodos expeditos de análise de águas: pH, nitrato, nitrito, fosfato,

sulfato, dureza, alumínio, cloretos e cloro livre

Notas introdutórias:

As funções de um químico nas áreas do ambiente passam necessariamente pela avaliação da qualidade de águas. Uma análise pormenorizada e rigorosa de todos os parâmetros físico-químicos de qualidade das águas só pode ser efectuada com meios técnicos existentes em laboratórios de análise com pessoal técnico especializado. No entanto, existem alguns parâmetros químicos de águas que podem ser analisados usando métodos expeditos e relativamente económicos e por pessoal não especializado, como por exemplo estudantes dos ensinos básico e secundário.

Este tipo de análises rápidas é implementado em sistemas de simples utilização, como tiras de papel indicador ou sistemas com aplicação sequencial e controlada de reagentes, onde a estimativa da concentração das espécies em análise é efectuada por comparação de cores. Embora estes métodos não permitam efectuar uma estimativa rigorosa da concentração das espécies químicas presentes nas águas, é possível obter uma estimativa semi-quantitativa suficiente para avaliar se os níveis dessas espécies estão dentro dos valores máximos recomendados ou admitidos fixados pela legislação. Assim, a aplicação dos métodos de análise expedita constituem uma primeira fase da análise de uma água e, no caso de os resultados deste primeiro estudo revelarem valores anormais, deverão ser efectuadas análises mais pormenorizadas e rigorosas (mas também muito mais caras) para uma avaliação concreta da qualidade da água.

O objectivo deste trabalho prático é permitir a aplicação de alguns testes de análise expedita de substâncias químicas existentes nas águas para consumo, nomeadamente: pH, nitratos, nitrito, fosfato, cloreto, alumínio, sulfato, cloro livre e dureza. A reunião destes testes pode ser utilizada na montagem de um mini-laboratório para a análise da qualidade da água.

As actividades apresentadas neste trabalho prático podem ser incluídas em discussões mais alargadas de temáticas ambientais bastantes mediáticas como são:

 o problema da chuva ácida (medição do pH);

 o problema dos nitratos nas águas dos poços (medição de nitratos e nitritos);

 o problema do alumínio na água da rede pública (medição de alumínio);

 análise de cloro livre em águas (medição do cloro livre – desinfecção da água);

 o problema de salubridade da água (medição de cloretos);

 a dureza das águas e a utilização de detergentes (medição da dureza);

 contaminação por sulfatos (medição de sulfato);

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Material

 Cronómetro  Gobelé

Reagentes

 Sistema de determinação da concentração de cloro livre

 Sistema de determinação da concentração de cloretos

 Sistema de determinação da concentração de alumínio

 Tiras indicadoras da concentração de fosfatos

 Tiras indicadoras da concentração de sulfatos

 Tiras indicadoras da concentração de nitrito

 Tiras indicadoras da concentração de nitrato

 Tiras indicadoras da concentração de dureza

 Indicador universal em papel

 Água desionizada

 Amostras de água

Procedimento experimental:

A – Determinação do valor de pH e das concentrações do ião nitrato, do ião nitrito, da dureza

total, do ião sulfato, do cloro residual (método I)

 Colocar num gobelé uma pequena quantidade da amostra de água a analisar.

 Introduzir uma tira indicadora durante 1 segundo na amostra de água.

 Sacudir suavemente as gotas de água presas na tira.

 Aguardar cerca de 1 minuto e utilizando a escala de cores existente na caixa das tiras indicadoras, fazer uma estimativa da respectiva concentração na amostra de água.

 Registar o valor da concentração na tabela 1.1.

 Repetir os procedimentos anteriores para as restantes tiras indicadoras e para as outras amostras de água.

B – Determinação da concentração do ião fosfato

 Lavar o recipiente graduado com a amostra de água a analisar.

 Encher o recipiente graduado até que a base do menisco coincida com o traço de referência de 5 mL.

 Adicionar 5 gotas do reagente Fosfato-1 (ácido nítrico).

 Agitar cuidadosamente o conteúdo do recipiente graduado.

 Colocar o tubo de reacção no compartimento apropriado do kit.

 Adicionar 6 gotas do reagente Fosfato-2 ao tubo de reacção.

 Retirar 1 tira da caixa e fechá-la imediatamente.

 Introduzir uma tira indicadora no recipiente graduado, de modo a que esta esteja em contacto com a amostra durante 15 segundos.

 Retirar a tira indicadora e sacudir suavemente o excesso de líquido preso na tira.

 Introduzir a mesma tira indicadora no tubo de reacção, de modo a que esta esteja em contacto com o reagente Fosfato-2 durante 15 segundos.

 Retirar a tira indicadora e sacudir suavemente o excesso de líquido da mesma.

 Aguardar cerca de 1 minuto e utilizando a escala de cores existente na caixa das tiras indicadoras, comparar a zona de teste da tira indicadora. Se a água conter fosfato, a zona de teste da tira indicadora fica azul esverdeada.

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 Fazer uma estimativa da respectiva concentração na amostra de água.

 Converter o valor obtido, sabendo que: 1,0 mg ( _{) = 0,75 x mg (P}

2O5) = 0,33 mg P

 Repetir os procedimentos anteriores para as outras amostras de água.

Nota: Durante o armazenamento, as tiras indicadoras não devem ficar expostas à luz solar e à

humidade. Armazenar num local seco e com uma temperatura inferior a 30ºC.

C – Determinação da concentração do ião alumínio

Após observar e estudar o sistema de análise de alumínio efectuar a seguinte sequência de operações:

 Medir com seringa 5 mL da amostra de água a analisar para cada um dos dois tubos de vidro.

 Para o tubo de vidro colocado na parte de dentro adicionar os seguintes reagentes: o uma microespátula (existente dentro do frasco) de Aℓ-1A

o 1,2 mL (seringa de 2 mL) de Aℓ-2A o 4 gotas de Aℓ-3A

 Orientar o sistema de análise de maneira a que a luz incida nos dois tubos de vidro de igual modo. Aguardar cerca de 15 minutos. Deslocar o cartão com a escala de cores para que haja coincidência de cor. Retirar o cartão de escalas e estimar a concentração de alumínio na solução.

 Depois de cuidadosamente lavar os dois tubos de vidro com água desionizada repetir os procedimentos anteriores para as restantes amostras de água.

D – Determinação da concentração do ião cloreto

Após observar e estudar o sistema de análise de cloreto efectuar a seguinte sequência de operações:

 Medir com seringa 2,5 mL da amostra de água a analisar para cada um dos dois tubos de vidro.

 Para o tubo de vidro colocado na parte de dentro adicionar os seguintes reagentes: o 3 gotas de Cℓ-1A

o 3 gotas de Cℓ-1B

 Orientar o sistema de análise de maneira a que a luz incida nos dois tubos de vidro de igual modo. Deslocar o cartão com a escala de cores para que haja coincidência de cor. Retirar o cartão de escalas e estimar a concentração de ião cloreto na solução.

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E – Determinação da concentração cloro residual (método II)

Após observar e estudar o sistema de análise de cloro livre efectuar a seguinte sequência de operações:

 Medir com proveta 20 mL da amostra de água a analisar para cada um dos dois tubos de vidro.

 Para o tubo de vidro colocado na parte de dentro adicionar uma microespátula (existente dentro do frasco) de Cℓ2 - 1A

 Orientar o sistema de análise de maneira a que a luz incida nos dois tubos de vidro de igual modo. Deslocar o cartão com a escala de cores para que haja coincidência de cor. Retirar o cartão de escalas e estimar a concentração de cloro livre na solução.

Tabela 1.1 – Registo de resultados usando o método expedito para a análise de água.

Parâmetros Amostras de água

pH Dureza da água

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2. Dessalinização da água do mar por osmose reversa.

Notas introdutórias

As soluções que contêm muitos iões livres conduzem bem a corrente eléctrica e, pelo contrário, soluções que contêm poucos iões livres conduzem mal. Por este motivo, quanto mais sais dissolvidos existirem na água maior será a sua condutividade eléctrica (L = inverso da resistência, ohm-1 = -1=S). A resistência (R) de uma solução medida entre dois eléctrodos de área A distanciados de uma distância d (cm) é dada pela expressão:

A constante de proporcionalidade é a denominada resistência específica ou resistividade. Como a condutividade é o inverso da resistência,

onde é a condutividade específica e tem como unidades -1 cm-1 (S cm-1). A grandeza (d/A) chama-se de constante da célula e tem que ser determinada experimentalmente, medindo a condutividade de soluções de condutividade específica conhecida.

A condutividade eléctrica (ou salinidade) pode ser expressa como sólidos totais dissolvidos (STD) usando a relação:

STD (mg/L) = L (mS/cm) x 640

Um dos tipos de águas onde é importante controlar a salinidade são as águas de irrigação. A presença de sais afecta o crescimento das plantas de três modos: (1) efeitos osmóticos; (2) toxicidade específica de um determinado ião; e (3) dispersão das partículas do solo. O resultado de um aumento da salinidade dos solos é, de uma maneira geral, a diminuição da produtividade agrícola.

O valor paramétrico para a condutividade da água para consumo humano é 2500 S/cm a 20ºC, de acordo com o Decreto-Lei n.º 306/2007 de 27 de Agosto.

A – Osmose reversa

Material:

 Equipamento de osmose reversa

Reagentes:

 Água salgada

Procedimento experimental:

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B – Medição da condutividade

Material:

 Placa com agitação magnética

 Barra magnética

 Célula de condutividade

 Sensor de temperatura

 Esguicho com água desionizada

 Condutímetro  Suporte universal  Garra  Noz  Frascos de 250 mL  Proveta de 50 mL  Gobelés de 100 mL

Reagentes:

 Solução aquosa de cloreto de sódio

 Padrão de condutividade específica de 147 S/cm (a 25 ºC): cloreto de potássio 0,00100 M.

 Padrão de condutividade específica de 1413 S/cm (a 25 ºC): cloreto de potássio 0,01000 M.

 Padrão de condutividade específica de 12,8 mS/cm (a 25 ºC): cloreto de potássio 0,1000 M.

Procedimento experimental:

Ler as instruções do condutímetro a usar.

Calibração do condutímetro: determinação da constante da célula

 Medir com uma proveta 50 mL da solução de KCℓ 0,00100 M para um gobelé de 100 mL.

 Colocar uma barra magnética no interior do gobelé.

 Colocar o gobelé em cima de uma placa com agitação magnética.

 Introduzir a célula condutimétrica e o sensor de temperatura dentro da solução.

 Após a paragem da agitação magnética, efectuar a medição da condutividade.

 Após a estabilização das leituras de condutividade, retirar da solução a célula e o sensor de temperatura.

 Lavar cuidadosamente e abundantemente com água desionizada a célula e o sensor de temperatura.

 Repetir os procedimentos anteriores com a solução padrão de KCℓ 0,0100 M.

Medição da condutividade das amostras de água

As medições da condutividade eléctrica são efectuadas após calibração.

O procedimento experimental para a medição da condutividade eléctrica das amostras de água é idêntico ao procedimento da secção anterior, contudo em vez de usar os padrões de cloreto de potássio (KCℓ) usam-se as amostras de água.

Registar os valores da condutividade na tabela 1.1.

Tabela 2.1 – Registo dos valores de condutividade das amostras de água

Amostra Condutividade

Amostra de água antes da dessalinização Amostra de água após a dessalinização

Comparar os valores obtidos para a condutividade da amostra de água, antes e após a dessalinização.

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3. Dessalinização da água do mar por destilação.

Material:

 Manta de aquecimento

 Balão redondo de fundo redondo de 100mL

 Cabeça de destilação  Condensador  Adaptador de termómetro  Termómetro  Alonga  Matráz  Proveta

Reagentes:

 Regularizadores de ebulição  Água do mar

Esquema de montagem:

Figura 3.1 – Destilação simples da água do mar.

Procedimento experimental:

 Colocar o balão redondo de fundo redondo na manta de aquecimento.

 Colocar no interior do balão redondo de fundo redondo água do mar (se o balão for de 250 mL colocar 150 mL de água do mar, se o balão for de 100 mL colocar apenas 50 mL de água do mar).

 Adicionar 5 a 6 esferas de vidro (regularizadores de ebulição).

 Fazer a montagem, de acordo com a figura 3.1.

 Verificar se todas as juntas esmeriladas estão bem ajustadas e se o sentido de circulação da água no condensador é contrário ao sentido de circulação do destilado.

 Abrir a água para arrefecimento, regulando simultaneamente o caudal.

 Aquecer moderadamente, de modo a que o condensado se forme, lenta e continuamente, à razão de uma gota por segundo.

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4. Isolamento e fraccionamento da matéria orgânica dissolvida

na água.

Notas introdutórias:

A matéria orgânica dissolvida (MOD) nas águas naturais corresponde a uma mistura muito complexa de substâncias químicas que pode ser operacionalmente fraccionada segundo o esquema apresentado na figura 4.1. Para além da fracção colóidal, de maiores dimensões que as outras fracções, as outras são classificadas de acordo com a sua afinidade para a água: hidrofóbica – não tem afinidade para a água; hidrofílica – tem afinidade para a água; transfílica – apresenta propriedades intermédias.

Figura 4.1 – Fraccionamento da matéria orgânica dissolvida na água.

Pré-concentração da matéria orgânica

Como as águas naturais contêm uma quantidade de MOD relativamente pequena para se proceder à sua extracção e fraccionamento é necessário efectuar a sua pré-concentração. Neste trabalho usa-se um sistema de osmose reversa esquematicamente representado na figura 4.2 para se efectuar a concentração da MOD – normalmente parte-se de umas centenas de litros de água bruta que é concentrada em 1 L.

Figura 4.2 – Sistema de osmose reversa utilizado para a concentração da MOD.

Matéria Orgânica Dissolvida na Água

Fracção Colóidal Fracção Hidrofóbica

Ácidos fúlvicos, taninos, aminas aromáticas.

Fracção Transfílica Fracção Hidrofílica

Ácido poliurónico; açúcares e proteínas.

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Fraccionamento da matéria orgânica dissolvida

O fraccionamento da MOD é efectuado recorrendo a uma série de operações unitárias esquematizadas na figura 4.3: operação unitária de diálise (que retém a fracção colóides) e duas operações unitárias de adsorção física nas duas resinas não iónicas, uma mais hidrofóbica (XAD-8 que retêm a fracção hidrofóbica) e outras menos hidrofóbica (XAD-4 que retém a fracção transfílica). A fracção hidrofílica, sendo muito solúvel em água, não fica adsorvida nas resinas permanecendo sempre em solução aquosa.

Figura 4.3 – Esquema relativo ao protocolo de isolamento da MOD.

Material:

 Buretas de 25,00 mL: 2

 Esguicho com água desionizada: 1

 Funis de decantação grande: 1

 Gobelés de 5 L: 5

 Vareta de vidro

 Parafilme

 Frasco de 1 L: 1

 Provetas de 250 mL de vidro: 3

 Suportes munidos de nós e garra: 2

 Manga para diálise com 20 cm de comprimento: 1

 Espátula: 1  Proveta de 50 mL: 3  Gobelé de 100 mL: 1  Gobelé de 250 mL: 1

Reagentes:

 Resina XAD-8: 20 mL  Resina XAD-4: 20 mL  Lã de vidro  Água desionizada

 Solução aquosa de ácido clorídrico 0,1 mol/dm3

 Solução aquosa de ácido fluorídrico 0,3 mol/dm3

 Solução de acetonitrílo (75%)/água (25%)

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Procedimento experimental:

A – Preparação da manga de diálise

 Colocar a manga de diálise num gobelé de 5 L contendo cerca de 3 L de água desionizada. Após estar razoavelmente humedecida tentar descolar as duas paredes da manga abrindo o tubo de diálise.

 Dar um nó numa das extremidades do tubo de diálise, fazendo um saco. Enchê-lo diversas vezes com água desionizada e deixá-lo repousar cheio de água desionizada e dentro de um frasco de 1 L cheio de água desionizada durante alguns dias (para continuar o trabalho

utilizar um tubo de diálise já preparado).

B - Isolamento da fracção colóides (Operação unitária: Diálise)

 Transferir a solução concentrada de MOD para dentro do saco de diálise previamente preparado e dar um nó na extremidade aberta. Colocar o saco dentro de um gobelé de 5 L cheio 4 L com uma solução de ácido clorídrico 0,1 mol/dm3 prendendo as extremidades à borda do gobelé com duas molas.

 Durante um período de um dia transferir o saco de diálise para dentro dos seguintes gobelés de 5 L (guardar a solução que ficou no gobelé para a extracção das outras fracções de

MOD):

o _{com 4 L com uma solução de ácido clorídrico 0,1 mol/dm}3 _{(guardar a solução que}

ficou no gobelé para a extracção das outras fracções de MOD);

o _{com 4 L com uma solução de ácido clorídrico 0,1 mol/dm}3 _{(guardar a solução que}

ficou no gobelé para a extracção das outras fracções de MOD);

o _{com 4 L com uma solução de ácido fluorídrico 0,3 mol/dm}3 _{(a solução que ficou no}

gobelé é para deitar fora);

o _{com 4 L água desionizada (a solução que ficou no gobelé é para deitar fora);} o _{com 4 L água desionizada (a solução que ficou no gobelé é para deitar fora).}

C – Congelação e liofilização (Operação unitária: liofilização).

 Retirar com cuidado a solução dialisada do saco para um gobelé de 100 mL.

 Tapar o gobelé com parafilme e colocar a solução no congelador.

 Marcar com um marcador o gobelé com o número da turma e do grupo.

 Depois de verificar que a solução está congelada, fazer com uma espátula uns furos no parafilme e colocar o gobelé dentro do compartimento do liofilizador.

 Depois de liofilizados, medir a massa da fracção colóides e registar na tabela 4.1.

Tabela 4.1 – Registo da massa da fracção colóides.

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D – Isolamento das fracções hidrofóbica e transfílica

D.1 – Montagem e preparação das colunas cromatográficas

 Para montar as duas colunas cromatográficas XAD-8 e XAD-4, efectuar a seguinte sequência de operações:

o Colocar cerca de 20 mL da resina num gobelé de 250 mL contendo cerca de 150 mL de água desionizada durante cerca de 24 horas.

o Prender uma bureta de 25 mL a um suporte universal.

o Introduzir um pouco de lã de vidro na bureta e com o auxílio de uma vareta de vidro deslocá-la para o fundo da bureta e compactá-la.

o Encher a bureta com água desionizada e introduzir lentamente a suspensão da resina (a suspensão é formada por agitação do gobelé). Para retirar o excesso de água da bureta abrir um pouco a torneira.

o Deixar sempre a resina em água. Se a água passar abaixo do nível da resina esta terá de ser retirada da bureta e as operações de enchimento repetidas.

 Para lavar as resinas passar cerca de 50 mL de uma solução aquosa de hidróxido de sódio 1 mol/dm3 e, de seguida, cerca de 0,5 L de água desionizada.

 Acoplar em série as duas colunas XAD-8 e XAD-4.

D.2 - Isolamento dos ácidos fúlvicos (Operação unitária: Adsorsão física)

 Passar lentamente as soluções de ácido clorídrico 0,1 mol/dm3 contendo as fracções de MOD, obtidas no trabalho anterior, para o funil das colunas cromatográficas. Abrir as torneiras do funil e das colunas. A solução que sai da última coluna contém a fracção hidrofílica.

 Quando a última gota de solução tiver caído do funil para a coluna (ATENÇÃO: não deixar

secar a coluna), colocar 20 mL (medidos com proveta) de água desionizada no funil. Deixar

passar a água desionizada pelas colunas e, quando a última gota de solução tiver caído do funil para a coluna (ATENÇÃO: não deixar secar a coluna), colocar mais 20 mL (medidos com proveta) de água desionizada no funil.

 Desmontar as colunas e transfira-las para dentro da hotte. Para desadsorver as fracções hidrofóbica e transfílica passar cerca de 50 mL de solução de acetonitrílo/água (75%/25%, V/V) por cada coluna. Recolher o líquido que sai das colunas (que deverá ter um tom acastanhado).

D.3 - Congelação e liofilização

 Tapar os gobelés contendo as fracções de MOD com parafilme e colocar as soluções no congelador. Marcar com um marcador o gobelé com o número da turma e do grupo. (Nota: Esta solução não congela porque o acetonitrilo tem um ponto de solidificação muito baixo)

 Depois de verificar que a solução está congelada, fazer com uma espátula uns furos no parafilme e colocar o gobelé dentro do compartimento do liofilizador. (Operação a efectuar

pelo monitor)

 Depois de liofilizados medir a massa das duas fracções de MOD extraídos e registar na tabela 4.2.

Tabela 4.2 – Registo da massa da fracção hidrofóbica e da fracção transfílica.

Massa da fracção hidrofóbica Massa da fracção transfílica

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5. Simulação da desinfecção da água.

Material:

 Gobelé 250 mL

 Pipeta conta-gotas

 Proveta de 100 mL

 Placa de aquecimento com agitação magnética

 Barra magnética

Reagentes:

 Amostra: água da torneira

 Amostra: água de rio ou de poço

 Amostra: água desionizada

 Cozimento de amido

 Indicador universal em papel

 Solução aquosa de clorito de sódio

 Solução aquosa de iodeto de potássio (KI) 2%

 Solução aquosa de lixívia comercial (20 g/L ou 5%)

 Solução aquosa de ácido hipocloroso

 Kit de análise de cloro residual em água

Procedimento experimental:

A – Detecção de cloro residual na amostra de água.

 Colocar, com cuidado, uma barra magnética no gobelé.

 Colocar cerca de 100 mL da amostra de água no gobelé.

 Adicionar 10 gotas da solução aquosa de iodeto de potássio a 2%.

 Adicionar 4 gotas de cozimento de amido.

 Aquecer a solução.

 A observação do aparecimento da coloração azul na solução indica a presença de cloro residual na amostra de água.

 Repetir os procedimentos anteriores para as outras amostras de água.

B – Desinfecção da água com lixívia.

Figura 5.1 – Diagrama de equilíbrio ácido-base do sistema ácido hipocloroso/hipoclorito. Para valores de pH < 7,5, a espécie predominante é o ácido hipocloroso.

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B.1 – Preparação da solução desinfectante:

 Colocar num gobelé cerca de 100 mL de água desionizada.

 Adicionar cerca de 1 mL da solução aquosa de lixívia comercial (20 g/L ou 5%).

 Ajustar o pH desta solução entre 6,5 e 7,0 com uma solução de ácido clorídrico 0,01 mol/dm3, usando o indicador universal em papel.

B.2 – Desinfecção das amostras de água

 Determinar o valor de pH da amostra de água a desinfectar, com o indicador universal em papel. Se o valor de pH for superior 7, diminuir o valor de pH com a solução aquosa de ácido clorídrico 0,05 mol/dm3, de modo a que o valor de pH fique compreendido entre 6,5 a 7,0.

 Para cada amostra a desinfectar, adicionar 0,1 mL (1 gota) da solução desinfectante.

 Testar a detecção de cloro residual nesta amostra de água, de acordo com o procedimento A.

 Determinar a concentração de cloro residual usando o kit de análise de cloro residual em água.

 Repetir os procedimentos anteriores para a água de rio e/ou de poço.

Notas:

(1) Realizar esta actividade na hotte.

(2) Se tiver disponível um microscópico pode observar a população microbiana antes e após a desinfecção.

(3) Se realizar a desinfecção/pré-oxidação de água contendo matéria orgânica (com coloração castanha) observa a descoloração da água.

C – Desinfecção da água com dióxido de cloro.

C.1 – Preparação da solução de ácido hipocloroso a 1%

 Colocar num gobelé cerca de 50 mL de água desionizada.

 Adicionar cerca de 10 mL da solução aquosa de lixívia comercial (20 g/L ou 5%).

 Ajustar o pH desta solução entre 6,5 e 7,0 com uma solução de ácido clorídrico 0,05 mol/dm3, usando o indicador universal em papel – quando se forma o ácido hipocloroso a solução adquire uma cor acastanhada.

C.2 – Preparação da solução aquosa de clorito de sódio a 0,15 mol/dm

3  Medir 1,4 g de clorito de sódio para um gobelé de 200 mL.

 Adicionar água desionizada até perfazer 100 mL.

C.3 – Produção de dióxido de cloro (desinfecção da água)

A equação química que traduz a reacção química de produção de dióxido de cloro é:

 Misturar lentamente volumes iguais de solução aquosa de ácido hipocloroso e de solução aquosa de clorito de sódio.

 Observar a formação de uma solução amarela devida à dissolução do dióxido de cloro na água.

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 Transferir imediatamente para a amostra de água a desinfectar. Se utilizar água contendo matéria orgânica (água com uma cor ligeiramente castanha) observar a descoloração da água ao ser adicionada a solução desinfectante (ou oxidante).

Notas:

(1) Realizar esta actividade na hotte.

(2) Se tiver disponível um microscópico pode observar a população microbiana antes e após a desinfecção.

(3) Se realizar a desinfecção/pré-oxidação de água contendo matéria orgânica (com coloração castanha) observa a descoloração da água.

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6. Simulação dos processos unitários numa ETAR.

Material:

 Funil de vidro  Proveta de 50 mL  Proveta de 10 mL  Suporte universal  Vareta de vidro  Espátula

 Anel adaptado a um funil

 Areia  Gravilha  Algodão  Garra  Noz  Gobelé

Reagentes:

 Carvão activado

 Solução aquosa de açúcar amarelo

 Solução aquosa de vinagre

 Solução aquosa de alúmen 5 g/L

 Misturas:

o Água + solo o Água de riacho

o Água + corante alimentar o Água + detergente o Água + óleo alimentar

A – Filtração

Esquema de montagem:

Figura 6.1 – Esquema do conteúdo do funil.

Procedimento experimental:

 Fazer a montagem de uma filtração por gravidade.

 Colocar no funil algodão, areia e gravilha pela ordem indicada, de modo a formar

camadas bem definidas, em que cada uma delas tenha cerca de 1 cm de altura (figura

6.1).

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 Verter cerca de 50 mL de uma das misturas para o funil.

 Observar e registar o que acontece durante a filtração.

 Substituir o conteúdo do funil e repetir os procedimentos anteriores para as outras

misturas.

B – Adsorção em carvão activado

Procedimento experimental:

 Fazer a montagem de uma filtração por gravidade.

 Colocar no funil algodão, carvão activado e novamente algodão pela ordem indicada.

 Verter cerca de 10 mL de uma solução aquosa de açúcar amarelo.

 Comparar a coloração da solução aquosa de açúcar amarelo antes e após a passagem

desta pelo carvão activado.

 Substituir o conteúdo do funil.

 Repetir os procedimentos anteriores, vertendo cerca de 10 mL de uma solução aquosa

de vinagre.

 Comparar o cheiro da solução aquosa de vinagre antes e após a passagem desta pelo

carvão activado.

C – Coagulação e Floculação

Procedimento experimental:

 Colocar cerca de 250 mL de amostra: água + solo.

 Adicionar 1 mL de solução aquosa de alúmen.

 Agitar a mistura com uma vareta de vidro.

 Deixar repousar a mistura.

 Observar a formação do sedimento.

 Comparar a coloração/turvação do líquido antes e após a adição de coagulante.

Projecto laboratorial:

Montagem de um sistema protótipo de tratamento de água numa ETA ou

ETAR por associação em série de um conjunto de operações unitárias.

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7. Blogue

O blogue de cada turma já está criado.

Cada turma deve colocar a informação no respectivo blogue (tabela 7.1).

Os participantes podem incluir textos, fotografias, desenhos, vídeos, apresentações e outros documentos.

A cada turma será entregue o nome de utilizador e a palavra-chave para acesso exclusivo dos participantes e monitores.

Tabela 7.1 – Endereço do blogue de cada turma.

Semana Turma Endereço do blogue

1ª 1 http://uj08-quimica-qualidade-agua-t1.blogspot.com 2ª 2 http://uj08-quimica-qualidade-agua-t2.blogspot.com 3ª 3 http://uj08-quimica-qualidade-agua-t3.blogspot.com 4ª 4 http://uj08-quimica-qualidade-agua-t4.blogspot.com

Durante cada semana estão atribuídas 3 sessões de trabalho para o blogue (tabela 7.2).

Tabela 7.2 – Horário da sessão de trabalho para o blogue.

Dia da semana Terça-feira Quinta-feira Sexta-feira Horário 14:00 – 15:30 9:00 – 10:30 11:00 – 12:45

Para estas sessões, os participantes deslocar-se-ão para uma sala de informática (local a indicar) e o acesso aos computadores é feito através da conta com os dados da tabela 7.3.

Tabela 7.3 – Acesso aos computadores.

Login Convidado035

Password ujr2008

No final de cada semana as turmas apresentarão aos colegas o respectivo blogue. A sessão da apresentação dos blogues decorrerá na sexta-feira, das 14:00 às 15:30. Contudo, se houver necessidade, os participantes ainda poderão concluir o blogue neste horário e apresentarão o blogue das 16:00 às 17:30.