CARACTERÍSTICAS E QUÍMICA DA ÁGUA
1º Teste24 de Março de 2012
A drenagem ácida das minas é a solução aquosa ácida gerada quando minerais contendo enxofre e presentes em resíduos de mineração são oxidados na presença da água. Trata-se de um dos mais graves impactos ambientais associados à actividade de mineração, sobretudo em minas abandonadas, visto que nestes casos as bombas de drenagem estão paradas e as águas subterrâneas inundam as minas podendo transvazar para corpos hídricos próximos e ser responsável pela sua acidificação.
a) Calcule o valor de pH, a especiação e a alcalinidade da água de um rio
admitindo que existem rochas calcárias no fundo e que o sistema dominante é o carbonato. Utilize o método gráfico e, posteriormente, use as aproximações que verificou serem correctas para efectuar um cálculo mais preciso usando o método analítico.
b) Redetermine o valor de pH e a especiação da água deste rio, tendo em
atenção que ele também contém NaHSO4 (concentração total 3,2 × 10-3 M)
proveniente da drenagem ácida libertada por uma velha mina de carvão abandonada.
c) Comente o poder tampão da água do rio face ao resultado obtido na alínea b) e
justifique a resposta. Diga quais as diferenças em termos de poder tampão, alcalinidade e teor em CO2 para águas superficiais e águas subterrâneas que
tenham um pH cerca de 8. No caso das águas subterrâneas considere o sistema fechado.
d) Explique o processo de formação de gotas de água na atmosfera, o que são
aerossóis e a sua importância na formação das gotas.
DADOS:
Constante de Henry para o sistema H2CO3/CO2: KH = 3,4 × 10-2 M atm-1 Constantes de dissociação do ácido carbónico: pKa1 = 6,1; pKa2 = 9,3 pCO2 = 10-3,5 atm
Produto de solubilidade da calcite: Kps(CaCO3) = 5 × 10--9
Produto iónico da água (300C): Kw = 1,47 × 10-14
CARACTERÍSTICAS E QUÍMICA DA ÁGUA
2º Exame27 de Junho de 2012
I
a) Determine o valor de pH, a acidez e a especiação da água de uma lagoa,
dominada pelo sistema carbonato, que se encontra contaminada com um efluente de uma indústria alimentar que contém ácido benzóico (C(C6H5COOH)
= 8 × 10-4 M). Utilize o método gráfico e posteriormente use as aproximações feitas para realizar um cálculo mais preciso usando o método analítico.
DADOS:
Constante de Henry para o sistema H2CO3/CO2: KH = 3,4 × 10-2 M atm-1
Constantes de dissociação do ácido carbónico: pKa1 = 6,38; pKa2 = 10,32 pCO2 = 10-3 atm.
Constante de dissociação do ácido benzóico: pKa1 = 4,21 Produto iónico da água: Kw = 1,0 × 10-14.
CARACTERÍSTICAS E QUÍMICA DA ÁGUA
1º Teste23 de Março de 2013
A descarga de milhares de toneladas de resíduos industriais para uma lagoa em Vale de Milhaços (Seixal), perto da antiga fábrica da pólvora, ao longo de anos, está a poluir as águas subterrâneas próximas de habitações, denunciou a Quercus. Retirar os resíduos, tratá-los e descontaminar o solo é uma questão de saúde pública, defendeu Rui Berkemeier, do Centro de Informação de Resíduos da Quercus (adaptado de Público, 19 Outubro 2009).
a) Calcule o valor de pH, a especiação e a alcalinidade de uma água subterrânea em Vale de Milhaços, antes da contaminação, sabendo que o sistema dominante é o carbonato. Utilize o método gráfico e, em seguida, aplique as aproximações que verificou serem válidas no método gráfico para fazer um cálculo mais preciso através do uso do método analítico.
b) Redetermine o pH e a especiação da água subterrânea após contaminação por
resíduos industriais constituídos por H2S (pH2S = 10-2 atm).
c) Explique as diferenças existentes entre águas superficiais e subterrâneas em termos de teor em CO2, alcalinidade e dureza.
d) Indique o que são aerossóis, como se formam e qual o seu papel na génese das gotas da chuva.
DADOS:
CNaHCO3 = 3,5 × 10-4 M
Constantes de dissociação do ácido carbónico: pKa1 = 6,1; pKa2 = 9,3 Produto iónico da água: Kw = 1,0 × 10-14
Constante de Henry para o sistema H2S(aq)/H2S(g): KH = 1,05 x 10-1 M atm-1
CARACTERÍSTICAS E QUÍMICA DA ÁGUA
1º Exame4 de Junho de 2013
I
a) Um barco que transportava cianeto de sódio naufragou e libertou no rio NaCN,
tendo a zona sinistrada ficado com uma concentração total de 5,0 × 10-3 M em poluente (pKa (HCN) = 9,2). Determine o valor de pH e a especiação desta água após o acidente ocorrido, utilizando o método gráfico e depois as aproximações que verificou serem correctas para efectuar um cálculo mais preciso usando o método analítico.
b) Diga, justificando, qual o efeito do aumento da pCO2 no valor de pH dos cursos
de água e na solubilidade da calcite.
DADOS:
Constante de Henry para o sistema H2CO3/CO2: KH = 3,4 × 10-2 M atm-1
Constantes de dissociação do ácido carbónico: pKa1 = 6,38; pKa2 = 10,32 pCO2 = 10-3 atm.
CARACTERÍSTICAS E QUÍMICA DA ÁGUA
1º Teste22 de Março de 2014
Quando se monta um aquário é fundamental ter em conta parâmetros importantes, tais como a temperatura e o pH, que definam o habitat dos peixes em questão. O Tetra Paraguaio é um peixe de água temperada (22ºC - 27ºC), para o qual o pH da água se deve situar entre 5,4 e 7,4.
e) Calcule o valor de pH, a especiação e a acidez ou a alcalinidade (caso
aplicável) da água de um aquário, sabendo que foi utilizada água da torneira e que o sistema dominante é o carbonato (pCO2 = 10-3,5 atm). Utilize o método
gráfico e, em seguida, aplique as aproximações que verificou serem válidas no método gráfico para fazer um cálculo mais preciso através do uso do método analítico. Verifique se o valor de pH obtido é compatível com o Tetra Paraguaio.
f) Redetermine o pH e a especiação da água após introdução de cascas de
carvalho no fundo do aquário que libertaram ácido gálico (H2G: pKa1= 4,5, pKa2 = 10,0), tendo este atingido uma concentração de 8 × 10-3 M ao fim de 3 dias. Comente o tratamento aplicado em termos do novo pH obtido.
g) Indique o que são aerossóis, como se formam e qual o seu papel na génese
das gotas da chuva.
h) Quais são os principais depósitos dos componentes ácidos vindos da
atmosfera para os ecossistemas aquático e terrestre?
DADOS:
Constantes de dissociação do ácido carbónico: pKa1 = 6,1; pKa2 = 9,3 Constante de Henry para o sistema H2CO3/CO2: KH = 3,4 × 10-2 M atm-1
Produto de solubilidade da calcite: Kps(CaCO3) = 5 × 10--9
CARACTERÍSTICAS E QUÍMICA DA ÁGUA
1º Exame7 de Junho de 2014
I
a) Um aquário equipado com um dispositivo controlador de pH (injecção de CO2
para baixar o pH ou circulação de ar para o fazer subir) foi cheio com água (pH 5,7). Ao fim de 1 semana foram deixados cair lá dentro, acidentalmente, dois comprimidos de aspirina 500 mg (ácido acetilsalicílico, C = 5,80 × 10-5 M, pKa =
3,49). Determine o valor de pH e a especiação desta água após a queda dos comprimidos, utilizando o método gráfico e depois as aproximações que verificou serem correctas para efectuar um cálculo mais preciso usando o método analítico. Em função do resultado obtido, diga se o dispositivo controlador de pH teve de actuar para repor o pH e, em caso afirmativo, de que forma.
b) De que parâmetros depende a lixiviação dos poluentes atmosféricos pela água
da chuva?
DADOS:
Constante de Henry para o sistema H2CO3/CO2: KH = 3,4 × 10-2 M atm-1
Constantes de dissociação do ácido carbónico: pKa1 = 6,38; pKa2 = 10,32 pCO2 = 10-3,5 atm
CARACTERÍSTICAS E QUÍMICA DA ÁGUA
1º Teste21 de Março de 2015
A refinaria da Flint Hills Resources foi considerada culpada pela libertação de sulfolano quando foi detectada em 2009 a contaminação por este produto nas águas subterrâneas que abastecem a cidade de North Pole no Alasca (adaptado de Fairbanks Daily News-Miner, Novembro de 2014). O sulfolano é um composto organossulforado tóxico, usado frequentemente como solvente na indústria química.
a) Calcule o valor de pH, a especiação e a alcalinidade da água da rede de
abastecimento sabendo que o sistema dominante é o carbonato. Utilize o método gráfico e, em seguida, aplique as aproximações que verificou serem válidas no método gráfico para fazer um cálculo mais preciso através do uso do método analítico.
b) Redetermine o pH e a especiação da água da rede, admitindo que ocorreu um
acidente na refinaria com consequente entrada de SO2 no colector (pSO2 = 1,4 ×
10-8 atm). Comente o poder tampão da água da rede em North Pole e justifique a sua resposta.
c) Refira-se aos ácidos fortes que podem existir nas águas da chuva devido à
poluição, justificando a sua origem.
d) Indique dois papéis desempenhados pelo amoníaco quando presente nas
gotas de água da chuva.
DADOS:
CNaHCO3 = 5,2 × 10-4 M
Constantes de dissociação do ácido carbónico: pKa1 = 6,1; pKa2 = 9,3 Constante de Henry para o sistema SO2.H2O(aq)/SO2(g): KH = 1,30 M atm-1
Constantes de dissociação de H2SO3: pKa1 = 1.89; pKa2 = 7,20 Produto iónico da água: Kw = 1,0 × 10-14.
CARACTERÍSTICAS E QUÍMICA DA ÁGUA
2º Exame30 de Junho de 2015
I
a) O rio Snake, no Colorado (EUA), está sujeito a contaminação natural por ácido.
Durante milhares de anos, os minerais sulfurosos das rochas foram solubilizados e, na presença de oxigénio, transformados em ácido sulfúrico (adaptado de E&E, Dezembro de 2011). Se o leito do rio for calcário, veja o impacto desta contaminação natural (CNaHSO4 = 5×10-3 M) através da
determinação do pH e da especiação utilizando o método gráfico e depois as aproximações que verificou serem correctas para efectuar um cálculo mais preciso usando o método analítico (neste último caso, pode fazer a aproximação de que a contaminação natural está maioritariamente sob a forma de SO42--).
DADOS:
Constantes de dissociação do ácido carbónico: pKa1 = 6,1; pKa2 = 9,3 Constante de Henry para o sistema H2CO3/CO2: KH = 3,4 × 10-2 M atm-1
pCO2 = 10-3,6 atm
Produto de solubilidade da calcite: Kps(CaCO3) = 5 × 10--9
Constantes de dissociação de H2SO4: pKa1< 0; pKa2 = 2,03 Produto iónico da água: Kw = 1,0 × 10-14
CARACTERÍSTICAS E QUÍMICA DA ÁGUA
1º Teste19 de Março de 2016
O El Nino parece ser responsável pelo mês de Janeiro de 2016 ter sido o mais quente em 136 anos de vigilância da NASA, com repercussões particularmente graves no Árctico. A saúde dos oceanos está a deteriorar-se muito rapidamente, como resultado do aquecimento global, porque a água tem-se tornado mais ácida, o que é prejudicial para a biodiversidade marinha.
e) Calcule o valor de pH, a especiação e a acidez da água do rio Weser (na
Alemanha, a 20 Km da foz no Mar do Norte) sabendo que o sistema dominante é o carbonato. Utilize o método gráfico e, em seguida, aplique as aproximações que verificou serem válidas no método gráfico para fazer um cálculo mais preciso através do uso do método analítico.
f) Redetermine o pH e a especiação da água do rio Weser, após escorrências de
terrenos agrícolas terem introduzido NH4Cl numa concentração de 1,5 × 10-3 M.
Comente o poder tampão da água deste rio, justificando a sua resposta.
g) As águas superficiais recebem depósitos ácidos provenientes da atmosfera.
Indique quais são os ácidos envolvidos e a sua origem. Explique ainda as diferenças de concentrações de poluentes encontradas entre as gotas de água das chuvas e as dos nevoeiros.
h) Diga por que razão o aquecimento global pode ser responsável pelo aumento
de acidez das águas superficiais.
DADOS:
Constante de Henry para o sistema H2CO3/CO2: KH = 3,4 × 10-2 M atm-1
Constantes de dissociação do ácido carbónico: pKa1 = 6,38; pKa2 = 10,32 pCO2 = 6,31 × 10-4 atm; Produto iónico da água (12 0C): Kw = 0,29 × 10-14
CARACTERÍSTICAS E QUÍMICA DA ÁGUA
1º Teste25 de Março de 2017
Os sapais são zonas húmidas de um estuário, que desempenham um papel vital para as populações de peixes, bivalves, crustáceos e aves limícolas, residentes e migratórias do estuário, além de ser um amortecedor de temporais, ao absorver a grande energia das ondas de tempestade. Constitui ainda abrigo e protecção dos peixes juvenis contra predadores, garantindo a sua sobrevivência e a manutenção dos stocks de pesca das zonas costeiras adjacentes.
i) Calcule o valor de pH, a especiação e a alcalinidade da água de um sapal do
estuário do Tejo, em que os sais dominantes são cloreto de sódio (CNaCl = 0,10
M), atendendo a que esta zona é inundada pelas marés, e sulfureto ácido de potássio (CKHS = 2,5 ×10-4 M). Utilize o método gráfico e, em seguida, aplique
as aproximações que verificou serem válidas no método gráfico para fazer um cálculo mais preciso através do uso do método analítico.
j) Redetermine o pH e a especiação da água do sapal, após contacto com
amónia gasosa existente na atmosfera e proveniente da lixiviação de solos agrícolas submetidos a uma adubação excessiva (pNH3 = 5 ×10-9 atm).
k) Indique um método experimental para a determinação da alcalinidade de uma
água, esclarecendo qual o aparato experimental necessário.
l) Explique as diferenças de concentrações de poluentes encontradas entre as
gotas de água das chuvas e as dos nevoeiros e diga, justificando, qual poderá ser o efeito sobre o pH dos solos da plantação intensiva de árvores.
DADOS:
Constantes de dissociação do ácido sulfídrico (H2S): pKa1 = 7,0; pKa2 = 12,0 Produto iónico da água: Kw = 1,0 × 10-14
Constante de dissociação do ião amónio (NH4+): pKa = 9,2
CARACTERÍSTICAS E QUÍMICA DA ÁGUA
1º Exame19 de Junho de 2017
I
a) Uma fábrica têxtil na Índia lançou para um rio águas residuais contendo vários
produtos tóxicos entre os quais anilina (HA, pKa = 4,6). Sabendo que a
concentração total deste poluente atingiu o valor de 3,2 × 10-5 M, determine o
pH e a especiação da água do rio contaminado. Utilize o método gráfico e
depois as aproximações que verificou serem correctas para efectuar um cálculo mais preciso usando o método analítico.
DADOS:
Constante de Henry para o sistema H2CO3/CO2: KH = 3,4 × 10-2 M atm-1
Constantes de dissociação do ácido carbónico: pKa1 = 6,38; pKa2 = 10,32 pCO2 = 10-3,5 atm.
