UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ CAMPUS ITABIRA
EAMI11 – QUÍMICA AMBIENTAL
PROF. DR. EDISON APARECIDO LAURINDO https://sites.google.com/site/profedisonlaurindo/quimica-ambiental
7. QUÍMICA DA ÁGUA
7.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A ÁGUA É UM DOS RECURSOS MAIS PRECIOSOS DO MUNDO; SEM ELA, NÃO HAVERIA VIDA NA TERRA. Embora a quantidade total de
água na Terra seja fixa e não possa ser aumentada, não estamos em perigo de ficar sem ela. A água é constantemente reciclada e reposta pelas chuvas; a água doce é abundante o suficiente para atender às necessidades de todas as pessoas na Terra. Entretanto, devido à distribuição irregular das chuvas e ao uso intenso da água em certas áreas, muitas regiões dos Estados Unidos, Brasil e outras partes do
mundo estão enfrentando escassez de água. Vide:
http://veja.abril.com.br/noticia/ciencia/a-falta-de-agua-em-sao-paulo-tem-solucao.
A água em seu estado sólido, líquido, vapor d´água e gasosa possui muitas propriedades incomuns. Por exemplo, a capacidade excepcional da água em armazenar calor modifica o clima da Terra (vide química atmosférica), e a capacidade do gelo de flutuar sobre a água permite que as criaturas aquáticas sobrevivam no inverno.
A água é um excelente solvente que pode dissolver uma grande variedade de substâncias iônicas e polares. Assim, é um meio eficaz para o transporte de nutrientes para as plantas e os animais, bem como é um meio bom para transportar substâncias tóxicas e outros poluentes. (GIRARD, 2013)
Para um melhor aprofundamento e compreensão do assunto, recomenda-se que os seguintes artigos da literatura sejam consultados. 7.1.1 GRASSI, M. T. “As águas do planeta Terra”. IN: Caderno temático de Química Nova na Escola, Quim. Nova Escola, Edição Especial: 31, 2001. Disponível em: www.ceset.unicamp.br/~mariaacm/ST114/aguas.pdf. Sítio acessado em 3/6/2014.
7.1.2 QUADRO, A. L. “A água como tema gerador do conhecimento químico”. Quim. Nova Escola, 20: 26, 2004. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc20/v20a05.pdf. Sítio acessado em 3/6/2014.
7.2 OBJETIVO(S)
Os experimentos têm por objetivos:
Determinar a densidade da água e do gelo;
verificar o comportamento da água como solvente;
descolorir o molho de tomate (remoção química de corantes da água);
descontaminar a água por eletrofloculação.
7.3 EXPERIMENTOS
7.3.1 Determinação da densidade da água e do gelo 7.3.1.1 Procedimento Experimental
Rapidamente, verifique a massa de 3 pedaços de gelo de tamanhos diferentes em uma balança, com a maior precisão possível. Anote os valores na TABELA 7.3.1. Tome todo cuidado para que o gelo não
derreta! Em seguida, pegue uma proveta graduada na qual o pedaço de
gelo que você usou caiba dentro. Acrescente determinada quantidade de água (20 ou 30 mL). É importante que sobre espaço graduado! Por fim, mergulhe rapidamente o pedaço de gelo na água e determine seu volume. Anote, também, os valores na tabela abaixo também.
TABELA 7.3.1 – Densidade do gelo
Experiência 1 2 3
Massa do gelo/g Volume do gelo/ mL
Densidade do gelo / g mL-1
Repita estas operações para outros pedaços de gelo pesados e meça os dados com a maior precisão possível.
Posteriormente, pese uma proveta graduada de 5 mL, vazia e seca. Acrescente, após, precisamente, 5 mL de água e pese novamente. A diferença entre os dois dará a massa de 5 mL de água. Anote os valores determinados na TABELA 7.3.2. Com o auxílio de um termômetro, determine a temperatura da água. Repita os procedimentos acima usando 10 e 20 mL de água. Com os dados das TABELAS 7.3.1 e 7.3.2, determine as densidades do gelo e da água.
TABELA 7.3.2 – Densidade da água
Experiência 1 2 3
Temperatura da água/ °C Massa da água/g
Volume da água/ mL
Densidade da água / g mL-1
7.3.2 Comportamento da água como solvente 7.3.2.2 Procedimento Experimental
Coloque, em cinco béqueres pequenos, água até a metade. Dissolva em cada um deles, respectivamente, uma colher de sal de cozinha (NaCl), uma colher de óleo de cozinha, uma colher de vinagre, uma colher de álcool (etanol) e uma colher de querosene. Anote suas observações. Resuma suas observações, até aqui, preenchendo a TABELA 7.3.3.
Densidade do gelo / g cm-3
Densidade da água / g cm-3
A água dissolve... A água não dissolve...
7.3.3 Descolorindo o molho de tomate
Pese aproximadamente 50 g de molho de tomate e adicione 50 mL de água sanitária. Espere alguns minutos e observe o que ocorre.
7.3.4 Descontaminação da água por eletrofloculação
Adicione aproximadamente 30 mL de H2O em um béquer (ou um copo
pequeno) de 50 mL, contendo cerca de 100 mg (1 colher de café) de sal de cozinha (NaCl) (que atua como eletrólito ou “carregador dos elétrons”) e algumas gotas de corante alimentício, café ou refrigerante de cola.
Em seguida, monte o sistema como demonstrado na FIGURA 7.3.1 de forma que os dois pregos fiquem completamente imersos na solução em lados opostos.
FIGURA 7.3.1 – Representação esquemática da célula eletrolítica.
Os pregos serão, a seguir, conectados a uma fonte de corrente contínua (DC, uma bateria de 9 V ou 3 pilhas em série), por meio de fios de cobre comuns utilizando garras do tipo “jacaré”. Os pregos não devem ser tocados para impedir a ocorrência de um curto-circuito. A partir desse
momento, o anodo da célula começa a ser lentamente dissolvido por oxidação, enquanto é possível observar bolhas de hidrogênio sendo produzidas sobre o catodo.
O corante imediatamente começará a mudar de cor ao redor do catodo e uma espécie de lama (contendo hidróxido de ferro, como descrito acima) começará a se formar. Dentro de poucos minutos haverá lama suficiente para absorver a maior parte do corante e o experimento poderá ser encerrado. Agite bem a célula e seu conteúdo; então, derrame a solução em um funil contendo filtro de papel de poro fino (coador de café) e colete o filtrado.
7.4 QUESTÕES DE FIXAÇÃO DOS EXPERIMENTOS 7.4.1 Por que o gelo flutua na água?
7.4.2 Quais seriam, no seu entender, as causas na diferença da
densidade de água quando comparada com a do gelo?
7.4.3 (a) Qual a estrutura de Lewis da molécula de água? (b) Qual a
geometria dessa molécula? (c) Por que a água dissolve determinados compostos enquanto outros não são dissolvidos por ela? (d) Qual tipo de ligação química está presente na molécula de água? (e) Qual tipo de interação intermolecular as moléculas de água sofrem entre si? (f) Quais outras moléculas estão sujeitas a esse tipo de interação intermolecular?
7.4.4 (a) Qual a base química da água sanitária? (b) Além da base
química principal, o que mais pode conter a água sanitária? (c) Qual a função desses outros compostos químicos na água sanitária? (d) Por que a água sanitária é comercializada em frascos plásticos opacos? (e) Dê as reações de decomposição dos hipocloritos e cloretos presentes na solução de água sanitária. (f) Quem é o agente oxidante na descoloração do extrato de tomate? (g) A que se deve a espuma formada durante o experimento?
7.4.5 (a) Em que consiste a eletrofloculação? (b) Qual o papel do prego
no experimento? Dê a reação química envolvida. (c) Quem absorverá o corante presente na solução? (d) Há geração de gás no experimento? Se sim, qual é esse gás? Dê a reação química e o papel desse gás, que, possivelmente, foi gerado no experimento. (e) Tendo-se as reações químicas do anodo e do catodo, dê a reação global envolvida no experimento.
7.5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AQUINO NETO, S. & ANDRADE, A. R. “Descontaminação da água por eletrofloculação”. IN: “A química perto de você: experimentos de baixo custo para a sala de aula do ensino fundamental e médio”. São Paulo: Sociedade Brasileira de Química, pp. 57-63, 2010. Disponível em: http://quimica2011.org.br/arquivos/Experimentos_AIQ_jan2011.pdf. Sítio acessado em 3/6/2014.
CAIRES, A. C. P. “Química ambiental – laboratório”. Santos: Colégio Ateneu Santista.
GIRARDI, J. E. “Princípios de química ambiental”. Trad. de Marcos José de Oliveira. 2ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2013.
GRASSI, M. T. “As águas do planeta Terra”. IN: Caderno temático de Química Nova na Escola, Quim. Nova Escola, Edição Especial: 31, 2001. Disponível em: www.ceset.unicamp.br/~mariaacm/ST114/aguas.pdf. Sítio acessado em 3/6/2014.
LOPES, C. V. M.; ZAGO NETO, O. G. & KRÜGER, V. “Águas”. Porto
Alegre: IQ – UFRGS, 135 p. Disponível em:
http://www.iq.ufrgs.br/aeq/html/publicacoes/matdid/livros/pdf/agua s.pdf. Sítio acessado em 3/6/2014.
QUADRO, A. L. “A água como tema gerador do conhecimento químico”.
Quim. Nova Escola, 20: 26, 2004. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc20/v20a05.pdf. Sítio acessado em 3/6/2014.
ROCHA-FILHO, R. C. & SILVA, R. R. Cálculos básicos da química. 2ª ed. São Carlos: EdUFSCar, 2010.
http://veja.abril.com.br/noticia/ciencia/a-falta-de-agua-em-sao-paulo-tem-solucao. Sítio acessado em 3/6/2014.
